Dans le cas de Zen 3, cela signifiait que la tortue AMD surpassait l’Intel libre. Cependant, l’apparition de l’architecture Alder Lake de l’Intel Core 12 a une fois de plus donné la couronne à la marque bleue en tant que vainqueur du moment. Et avec l’architecture Raptor Lake et les Intel Core 13 qui approchent à grands pas, AMD n’a d’autre choix que de réagir avec le Ryzen 7000, basé sur une nouvelle architecture : le Zen 4.
Configuration de base dans le Ryzen 7000
L’architecture Zen englobe les cœurs dans quelque chose qu’AMD appelle CCX, qui consiste en une série de cœurs avec les caractéristiques suivantes :
- Chaque cœur a le cache de premier et deuxième niveau privé, c’est-à-dire que le reste des cœurs ne peut pas y accéder.
- Le cache L3 est partagé et a accès à tous. De plus, les différents cœurs communiquent en interne via un réseau d’interfaces Infinity Fabric.
- Dans Zen et Zen 2, chaque CCX était composé de 4 cœurs et de leur L3 partagé. Dans Zen 3, il est passé de 4 à 8 cœurs. Zen 4 aura le même type de configuration que Zen 3 et donc 8 cœurs par CCX.
En ce qui concerne la puissance, AMD a cette fois fait une double amélioration pour les performances. Tout d’abord, il a augmenté les vitesses Boost de plus de 5 GHz pour tous les processeurs, ce qui, combiné aux 15 % de performances par cycle d’horloge, donne en moyenne 40 % de puissance en plus que le modèle Zen 3 par rapport au modèle. Cependant, cela signifie que le TDP est passé de 105 W à 170 W.
L’architecture Zen 4 intégrera les instructions AVX-512
La première nouveauté importante sera dans le prise en charge des instructions AVX-512, qui jusqu’à présent était réservé aux processeurs Intel. Ces instructions, comme leur nom l’indique, sont des instructions SIMD d’une longueur de 512 bits, les plus longues à ce jour utilisées dans un processeur à architecture x86. Cependant, AMD ne prendra en charge qu’un sous-ensemble visant à accélérer les algorithmes d’IA. Officieusement, on sait qu’AMD prendra en charge les extensions suivantes dans les cœurs Ryzen 7000 Zen 4 :
- AVX512VL
- AVX512BW
- AVX512CD
- AVX512_IFMA
- AVX512DQ
- AVX512F
- AVX512_VPOPCNTDQ
- AVX512_BITALG
- AVX512_VNNI
- AVX512_VBMI2
- AVX512_VBMI
- AVX512_BF16
De plus, la mise en œuvre des instructions AVX-512 dans Zen 4 signifie que les lignes de cache de données de premier niveau et les niveaux de cache suivants ont augmenté le taille de la ligne de cache de 32 à 64 octets ou 512 bits. Ce qui est essentiel pour saisir toutes les données d’une instruction AVX-512 à cycle unique. Cette petite amélioration signifie non seulement la prise en charge des instructions AVX-512, mais la bande passante des unités Load/Store du CPU a augmenté et avec elle la bande passante interne du processeur. De plus, le fait que Zen 4 puisse charger directement 64 octets de données signifie qu’il y a un nouvelle unité AVX-512 capable d’exécuter ces instructions en un seul cycle.
Les instructions AVX-512 comportent cependant une limitation, à savoir leur forte consommation, qui pourrait faire tourner les CPU Zen 4 en dessous de leur fréquence d’horloge habituelle lors de l’utilisation de ce type d’instructions.
Modifications du système de cache dans l’architecture Zen 4
| Cache | AMDZen 4 | AMDZen 3 |
|---|---|---|
| Données CacheL1 | AMD Zen 432 Ko 8 voies | AMD Zen 332 Ko 8 voies |
| Instructions CacheL1 | AMD Zen 432 Ko 8 voies | AMD Zen 332 Ko 8 voies |
| CacheL2 | AMD Zen 41 Mo 8 voies | AMD Zen 3512 Ko 8 voies |
| CacheL3 | AMD Zen 432 Mo 16 voies | AMD Zen 332 Mo 16 voies |
| Cache L1 ITLB (MMU) | Entrées AMD Zen 464 entièrement associatives | Entrées AMD Zen 364 entièrement associatives |
| CacheL1 DTLB (MMU) | Entrées AMD Zen 4512 4.Way | Entrées AMD Zen 3512 4 voies |
| Cache L2 ITLB (MMU) | Entrées entièrement associatives AMD Zen 472 | Entrées AMD Zen 364 entièrement associatives |
| Cache L2 DTLB (MMU) | Entrées AMD Zen 43072 12 voies | Entrées AMD Zen 32048 8 voies |
Depuis le premier AMD Zen, le système de cache des processeurs AMD est resté plus ou moins le même. À l’exception du cache de dernier niveau qui est partagé par tous les cœurs du CCD, mais dans le cas de Zen 4, il y aura des changements dans la structure du cache du cœur lui-même, que vous pouvez voir dans le tableau suivant.
Le premier changement à noter est dans le cache L2 de chaque cœurcela augmentera la capacité du 512 Ko jusqu’à 1 Mo de mémoire, ce qui augmente les chances de trouver les données dans ce cache, mais à la place, les caches L1 et L3 restent inchangés en taille. C’est si, comme nous l’avons mentionné précédemment, la taille par ligne de cache est passée de 32 octets à 64 octets.
Il y a aussi modifications apportées aux tampons TLB ou translation-ahead. Ils sont utilisés par la MMU dans chaque cœur de processeur pour traduire les adresses virtuelles en adresses physiques. Comme vous pouvez le voir dans le tableau qui débute cette section, le tampon d’anticipation de traduction de le cache de données de premier niveau est passé de 64 entrées à 72 entrées. Le cache L2, quant à lui, est passé de les 2048 entrées aux 3072 entréesoui Ce qui représente une augmentation de 50 % de cet aspect et non seulement de la capacité, mais aussi de la nombre d’accès simultanés.
Les interfaces pour les périphériques de l’AMD Ryzen 7000
Toutes les interfaces périphériques ne sont pas gérées par le chipset de la carte mère, mais certaines d’entre elles sont gérées par le processeur, car la puce dite IOD au sein du composite multi-pièces qu’est le Ryzen 7000 a trois fonctions.
- Intercommuniquez les différents Chiplets CCD entre eux.
- Gérer la communication avec la mémoire des différents appareils connectés en interne ou en externe à l’IOD lui-même.
- Fournir une connectivité pour un certain nombre d’interfaces d’E/S trouvées dans l’IOD, ainsi que communiquer avec le jeu de puces de la carte mère. La sous-unité en charge de cette tâche s’appelle le Hub IO et c’est sur cette partie que nous allons nous concentrer.
Eh bien, si nous parlons de PCI Express 5.0, nous avons au total une interface de 32 lignes à l’intérieur du processeur. Dont 28 ont une connectivité externe répartie comme suit :
- 16 voies PCI Express 5.0 sont destinées à connecter une carte graphique. Dans certains modèles, cela peut être divisé en 2 connecteurs de 8 lignes chacun.
- Les 8 lignes restantes sont divisées en deux canaux à quatre voies. Au minimum et selon les exigences d’AMD, l’un d’entre eux doit être utilisé pour un disque SSD NVMe PCIe Gen 5.
- 4 lignes qui se connectent directement au chipset de la carte mère.
- 4 lignes internes, où les interfaces USB sont connectées
Interfaces pour périphériques USB haut débit sur Ryzen 7000
Bien que cela ne soit pas officiellement confirmé par AMD, nous savons par d’autres sources que le concentrateur USB à l’intérieur de l’IOD du Ryzen 7000 est connecté à une interface PCI Express 5.0 à 4 voies. Cela signifie que la bande passante qu’il peut prendre est de 128 Gbps ou 16 Go/s de bande passante au total. Cette figure sera importante pour comprendre la configuration.
Si nous regardons les spécifications connues, nous verrons comment AMD annonce que le Ryzen 7000 peut avoir jusqu’à 4 sorties vidéo pour le GPU intégré. Cependant, c’est délicat et pour le comprendre, nous devons voir comment les connexions sont divisées :
- Une connexion eDP pour un moniteur LCD ou OLED. Est-il possible que nous voyions une version pour ordinateurs portables du Ryzen 7000 ? Qui sait, mais cela pourrait très bien être un indice. Dans tous les cas, de nombreuses cartes mères seront livrées avec un convertisseur DisplayPort vers HDMI ou DisplayPort standard pour donner une sortie vidéo au GPU intégré.
- Une connexion USB 3.2 Type A 10 Gbit/s. Cela permet de récupérer le BIOS du système à partir d’une clé USB connectée audit port. S’il n’est pas utilisé pour cette tâche, il s’agit d’une interface de données conventionnelle.
Et qu’en est-il du reste des interfaces Simplement avec chacune d’elles, les créateurs des cartes mères peuvent choisir l’un de ces trois scénarios : ?
- Ajoutez un port USB 3.2 à 20 Gbit/s, de type A ou de type C.
- Ajoutez deux ports : un USB 3.2 à 10 Gbit/s Type ou Type C et une sortie DisplayPort bas débit.
- Une sortie vidéo à 20 Gbit/s, avec prise en charge complète du Display Port 2.0 ou HDMI 2.1. Ce dernier via un convertisseur.
On peut donc avoir jusqu’à 4 ports USB 3.2 à 20 Gbps chacun. Ce qui occupera 80 Gbps sur les 128 Gbps alloués au contrôleur USB.
D’où viennent les 14 ports USB dans les spécifications ?
L’une des énigmes qui nous a fait gratter la tête lors de la présentation du Ryzen 7000 au Computex est l’énoncé de « Jusqu’à 14 ports USB » dans lequel AMD ne nous a pas précisé d’où ils viennent, que ce soit des chipsets ou du processeur.
Eh bien, après avoir collecté les informations pertinentes, nous avons conclu que le contrôleur de ces interfaces est situé dans le processeur. Comment aurions-nous pu savoir ? Facile, sur les 128 Gbps fournis par les 4 lignes PCIe supplémentaires, nous avons déjà 80 Gbps occupés, mais il nous reste 48 Gbps. Eh bien, les ports USB 2.0 consomment 4,8 Gbit/s de bande passante, donc 10 d’entre eux occupent les 48 Gbit/s qu’il nous reste. Avec cela, nous avons déjà résolu l’énigme. Ce qui ne veut pas dire que le chipset X670 ne fournit pas de ports supplémentaires de cette nature.
Sur les 14 ports, deux d’entre eux ont des fonctions spécifiques au sein du système :
- L’un d’eux dispose d’une interface directe avec la puce TPM 2.0 pour pouvoir installer Windows 11.
- Le second pour les fonctions spéciales sert de hub pour les interfaces SPI/eSPI, GPIO et HD Audio.
Avec cela, nous avons déjà les 14 ports USB qui intégreront les cartes mères pour les processeurs AMD Ryzen 7000. Cependant, il nous reste encore du PCI Express.
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Une fois que nous avons décrit les interfaces du processeur, nous devons parler de celles que le chipset de la carte mère intègre. Pour les cartes mères de…