آنچه که باید درباره پردازنده‌‌های سری ۵۰۰۰ ای ام دی بدانیم

چندی پیش شرکت ای‌ام‌دی سرانجام از پردازنده‌های رایزن سری ۵۰۰۰ با معماری جدید Zen 3 رونمایی کرد و مشخصات فنی مدل‌های پرچم‌دار آن را در اختیار کاربران قرار داد. ای‌ام‌دی در این معرفی بیش از همه، به توانایی پردازنده‌های جدید در بازی‌ها تاکید داشت و افزایش راندمان آنها را در بازی‌های معروف در مقایسه با پردازنده‌های سری رایزن ۳۰۰۰ و همین‌طور پردازنده‌ی پرچم‌دار رقیب طی نمودارهای متعددی به تصویر کشید. همان‌گونه که قبلا هم شایع شده بود، AMD برای پرهیز از هرج و مرجِ بیشتر در نامگذاری‌های خود و تمایز دادن پردازنده‌های جدید با معماری Zen 3 از پردازنده‌های موبایلی و APU با پیشوند ۴۰۰۰ که معماری Zen 2 دارند، پردازنده‌های دسکتاپی جدید را با پسوند ۵۰۰۰ معرفی کرد تا باعث سردرگمی کاربران و اشتباه گرفته‌شدن آنها با مدل‌های دیگر از معماری قدیمی نشود.

AMD در پردازنده‌های جدید با معماری Zen 3 وعده‌ی ۱۹ درصد افزایش IPC نسبت به معماری Zen 2 را داده است. ارتقای راندمان نیز به طور طبیعی به کمک بهبودهای متعددی در معماری جدید حاصل شده که برخی از آنها در موارد زیر خلاصه می‌شود:

• فرکانس بوست بالاتر
• افزایش قابل توجه IPC (مخفف Instructions Per Cycle به معنی تعداد دستورات قابل اجرا در هر سیکل کاری)
• طراحی جدید برای هسته‌ها و ارتباط آنها با یکدیگر
• توپولوژی جدید برای حافظه‌ی کش

برخی مشخصه‌ها مثل پروسه‌ی ساخت ۷ نانومتری هم از Zen 2 بدون تغییر باقی مانده است. هر چند که مشخص نیست منظور از +7nm دقیقا کدام فناوری ۷ نانومتری است، زیرا فناوری ۷ نانومتری TSMC با لیتوگرافی EUV که +N7 نامیده می‌شود هم می‌تواند به افزایش چگالی ترانزیستورها و کاهش مصرف توان کمک شایانی کند.

دیاگرام طراحی Zen 3 در برابر Zen 2 از درون یک تراشه‌ی سیلیکونی حاوی هسته‌های پردازنده

همچنین تراشه‌ی I/O در سری ۵۰۰۰ کاملا مشابه‌ی سری ۳۰۰۰ است و دست نخورده باقی مانده است. این تراشه پشتیبانی بخش‌هایی مثل گذرگاه PCI Express و پورت‌های USB را بر عهده دارد. تراشه‌های سری ۵۰۰۰ در پردازنده‌های دسکتاپ سری رایزن هنوز هم حداکثر به سه قطعه سیلیکون یا Chiplet محدود هستند، به این ترتیب که دو قطعه سیلیکون مربوط به هسته‌های پردازنده در بالا و تراشه‌ی I/O در پایین قرار می‌گیرند. اما در Zen 3 هر CCD (مخففی از Core Chiplet Die برای کلاستری از سیلیکون‌های Chiplet) برابر با یک CCX (مخففی از Core CompleX برای ترکیب هسته‌ها با حافظه‌ی کش) شده، به این معنی که مثلا پردازنده‌ی Ryzen 9 5950X شامل دو CCD کامل و هر یک ۸ هسته خواهد بود تا در مجموع ۱۶ هسته و ۳۲ رشته‌ی پردازشی را شامل شود.

ای‌ام‌دی تغییر اصلی را در ساختار CCX داده است. در طراحی جدید، Zen 3 تعداد ۸ هسته را با حافظه‌ی کش ۳۲ مگابایتیِ سطح سوم یا L3 یکپارچه کرده است. در طراحی Zen 2 از ساختار ۴+۴ برای هسته‌های پردازنده و ۱۶ مگابایت کش به ازای هر ۴ هسته استفاده شده بود. در نتیجه ارتباط هسته به هسته در ساختار جدید بهبود یافته و تاخیر کمتری دارد، مخصوصا اگر هسته‌های مبدا و مقصد در داخل یک CCX باشند. همچنین با طراحی جدید، هر یک از این ۸ هسته به دو برابر حافظه‌ی کش L3 بیشتر به صورت مستقیم دسترسی دارند. دسترسی مستقیم به کش مزایای زیادی دارد، از جمله این که قاعدتا باید سرعت دسترسی به این حافظه و تعداد ارجاع‌های نامعتبر به آن را کاهش داده باشد و البته تاثیر زیادی در افزایش راندمان نرم‌افزارهای حساس به تاخیر، مثل بازی‌ها خواهد داشت.

ای‌ام‌دی چهار مدل پردازنده را برای عرضه در تاریخ ۵ نوامبر ۲۰۲۰ میلادی (مصادف با ۱۵ آبان ۱۳۹۹ شمسی) معرفی کرده که در جدول زیر فهرست شده‌اند:

مشخصات مدل‌های معرفی شده از نسل Ryzen 5000 ای‌ام‌دی مبتنی بر معماری Zen 3

این بار برخلاف نسل‌های قبلی رایزن، ای‌ام‌دی که با رفع عمده‌ترین ضعف پردازنده‌های قبلی خود، یعنی راندمان نه چندان عالی در بازی‌ها، توانسته عرصه را برای رقیب تنگ‌تر کند، دیگر نیازی ندیده که رقابت با اینتل را به قیمت محدود کند و بنابراین برای اولین بار در نسل‌های گذشته، به طور متوسط حدود ۵۰ دلار به قیمت پردازنده‌های خود در هر رده افزوده است که گاهی در برابر مدل‌های همرده از اینتل هم گران‌تر به نظر می‌رسند.

بر خلاف رسم معمول اینتل، برای پشتیبانی از پردازنده‌های جدیدِ Zen 3 نیازی به مادربرد جدید نخواهد بود و AMD مادربردهای فعلی X570 و B550 را تنها با یک ارتقای ساده‌ی بایوس آماده‌ی استفاده از پردازنده‌های مذکور خواهد کرد. پشتیبانی از سری رایزن ۵۰۰۰ در چیپ‌ست‌های X470 و B450 در ابتدای سال آینده‌ی میلادی به صورت آزمایشی عرضه خواهد شد.

به این ترتیب به نظر می‌رسد که ای‌ام‌دی ترجیح داده این بار به جای معرفی یک مجموعه تراشه‌ی جدید که احتمالا قابلیت‌های جدید و متمایزی هم نسبت به مجموعه تراشه‌ی سری ۵۰۰ نخواهد داشت، از همین مادربردهای دو نسل اخیر برای پشتیبانی از پردازنده‌های جدید استفاده کند. فراموش نکنید که پردازنده‌های سری Ryzen 5000 از همان رابط I/O قبلی برای ارتباط با سایر بخش‌های سیستم و حتی حافظه استفاده می‌کنند و بنابراین تغییری در این بخش ایجاد نشده که نیاز به تغییرات و قابلیت‌های‌ جدید در بخش پل ارتباطی با مادربرد باشد. تنها اطلاعاتی که لازم است مشخصه‌های سیستمی پردازنده‌های جدید است که باید با آپدیت بایوس به مادربرد معرفی شود تا پردازنده‌های جدید هنگام عملیات POST یا بوت سیستم به درستی شناسایی و تنظیم شوند.

از نقطه‌نظر توان الکتریکی مورد نیاز نیز شرکت AMD ادعا می‌کند که معماری جدید به میزان ۲۴ درصد افزایش در نسبت راندمان به ازای هر وات (Performace Per Watt) نسبت به Zen 2 به ارمغان می‌آورد. از ۴ پردازنده‌ی معرفی شده‌ی نسل ۵۰۰۰ تا اینجا، سه مدلِ سریع‌تر دارای TDP تعیین شده‌ی ۱۰۵ واتی هستند و تنها برای مدل آخری یعنی Ryzen 5 5600X میزان ۶۵ وات برای TDP ذکر شده است.

در نمودار رسمی ای‌ام‌دی از مقایسه‌ی ده عنوان بازی شناخته شده در هنگام اجرا با پردازنده‌ی Ryzen 9 5900X در برابر اجرا با پردازنده‌ی Core i9-10900K آماری ارائه شده که تفاوت راندمان را از کمینه‌ی ۳- درصد تا بیشینه‌ی ۲۱ درصد بین این دو پلتفرم نشان می‌دهد که در حالت دوم افزایش راندمان چشمگیری محسوب می‌شود. این مقایسه در رزولوشن 1080p که در مقایسه با رزولوشن‌های بالاتر فشار بیشتری روی CPU می‌گذارد اجرا شده است و در صورت صحت می‌تواند پیشرفتی واقعی برای پردازنده‌های ای‌ام‌دی در کاستن از تاخیر و افزایش راندمان پردازش‌های تک‌رشته‌ای یا Single Threaded در نظر گرفته شود.

و البته که باید منتظر بود و دید که عرضه‌ی تجاری این پردازنده‌ها مانند محصولات انویدیا در ماه گذشته، از ابتدا با مشکل عدم تناسب عرضه و تقاضا مواجه خواهد بود و باعث افزایش قیمت آنها به شکل کاذب خواهد شد یا خیر. در هر حال به نظر می‌رسد که ای‌ام‌دی افزایش بیش از پیش سهم خود از بازار پردازنده‌ی پی‌سی‌های شخصی را در آینده‌ای نزدیک تضمین شده و قطعی می‌بیند و اینتل با تاخیر غیر قابل قبول در ارائه‌ی معماری جدید در این رده، تا اینجا میدان را با دست خود به رقیب واگذار کرده است.

نظر شما در مورد پردازنده‌های جدید دسکتاپ ای‌ام‌دی و راندمان آنها چیست؟ آینده‌ی ای‌ام‌دی در رقابت با اینتل را چگونه ارزیابی می‌کنید؟