AMD acaba de revelar detalles sobre la arquitectura de sus SoC y CPU basados en Zen 3 para portátiles, bajo el nombre en clave «Cezanne» y conocidos como Ryzen 5000 Mobile. ¿Qué diferencias, similitudes y particularidades tiene la arquitectura Cezanne en comparación con Vermeer para PCs de escritorio, en que se diferencia de su antecesor «Renoir» y en que se parece?
Monolítico vs MCM
Pese a que los AMD Ryzen 5000, parte de los 5000U y los 5000H se basan en Zen 3. Se ha de tener en cuenta que en el caso de los 5000U y los 5000H no hablamos de un procesador compuesto por varios chiplets sino de un procesador monolítico. Esto significa que pese a que la arquitectura y por tanto la organización y comunicación de los elementos es igual es la misma, en el caso de los SoCs y las CPUs que tratamos en este artículo nos referimos a procesadores construidos en un solo chip.
Núcleo Zen 3 en AMD Ryzen 5000 Mobile
El primer punto es el núcleo Zen 3, su arquitectura es exactamente la misma que en la versión de escritorio basada en chiplets, pero existe una diferencia de entrada y es que por motivos de espacio en el chip su caché es solo de 16 MB para los 8 núcleos, en vez de ser de 32 MB, no obstante respecto a su antecesor directo, Ryzen 4000 también conocido como «Renoir», la cantidad de caché L3 ha aumentado pasando de ser 1 MB por núcleo a 2 MB por núcleo, y de un total de 8 MB a 16 MB.
En el caso de todas las arquitecturas Zen, la caché L3 sirve como lo que llamamos una «Victim Cach2», esto es importante ya que adopta la líneas de caché que son descartadas de la cach L2, evitando que caigan en memoria y que se tengan que rescatar desde allí, esto es importante por el hecho que rescatar un dato desde memoria tiene un coste energético que es una orden de magnitud mayor que en una memoria interna del procesador.
La diapositiva arriba de estas líneas es ilustrativa de la «Victim Cache» en las arquitecturas Zen y no pertenece al Ryzen 5000 Mobile, aclaramos esto por si veis confuso lo de los 8 MB de caché L3 en ella en vez de los 16 MB.
A nivel de núcleo, los cambios que AMD ha hecho en Zen 3 se basan principalmente en aumentar el IPC, esto lo han conseguido re-haciendo el núcleo de tal manera que haya menos contención entre las instrucciones para que así la media de instrucciones resueltas por ciclo de reloj aumente.
Gracias a estos cambios, la CPU no solamente puede alcanzar una mayor velocidad de reloj bajo el mismo consumo que los Ryzen 4000, sino también
Controlador de memoria, Northbridge y Southbridge heredados
Fuera de los núcleos Zen 3, el resto de los Ryzen 5000U y Ryzen 5000H, al menos en el apartado de la comunicación entre los diferentes procesadores y aceleradores con la memoria es exactamente el mismo que en los Ryzen 4000U y Ryzen 4000H, lo que le ha permitido a AMD desplegar sus AMD Ryzen 5000 para portátiles, pocos meses después del lanzamiento de sus antecesores.
En los Ryzen 4000, no obstante, AMD utilizo dos controlares de memoria para las diferentes versiones de sus chips, uno de ellos para DDR4 y el otro para LPDDR4, de cara a los Ryzen 5000 para portátiles la decisión de AMD ha sido utilizar memoria LPDDR4, la cual puede alcanzar los mismos anchos de banda que la DDR4 pero con un consumo energético mucho menor que la DDR4.
¿La mayor contrapartida? No existen DIMMs ni SO-DIMMs de memoria LPDDR4, por lo que en la mayoría de configuraciones la memoria irá soldada a la placa. Los Ryzen 5000 Mobile al igual que su antecesor, al heredar la misma estructura de comunicación, soporta hasta 4 chips de memoria LPDDR4.
Por otro lado, AMD también ha anunciado la compatibilidad con memoria LPDDR4X, esta variación de la memoria LPDDR4 tiene la capacidad de alcanzar la misma capacidad de transferencia con mucho menor voltaje y por tanto con menos consumo energético. Su densidad es mucho mayor que la DDR4 y la LPDDR4, aunque al igual que esta última tampoco se vende en forma de módulos.
Optimizaciones en el consumo energético de los Ryzen 5000 Mobile
Una de las cosas que AMD creo para la arquitectura Zen es el hecho de separar en pequeñas «islas» o zonas «geográficas» diferenciadas los diferentes elementos del SoC. De esta manera AMD puede apagar partes del SoC o de la CPU que no se utilizan en cada momento y hacer que no estén gastando energía. Algo que en los Ryzen 5000 Mobile AMD ha hecho con el códec de audio y el controlador de pantalla, dos aceleradores que no siempre están activos o lo están parcialmente.
En el caso del controlador de pantalla del segundo monitor a no ser que conectemos un monitor externo al portátil no tiene sentido hacer que gaste energía, lo mismo con los códecs de audio y vídeo si por ejemplo no los estamos utilizando.
Pero el cambio más significativo es el llamado CCPC, el cual consiste en los Ryzen 5000 Mobile todos y cada uno de los núcleos Zen 3 de la CPU tienen su propio dominio, esto significa que en determinados momentos estos núcleos podrán fluctuar su velocidad de reloj y el voltaje de manera independiente los unos de los otros.
Antes todos subían y bajaban el unísono, pero con el nuevo sistema nos podemos encontrar que según la aplicación y la carga de trabajo no suban todos los núcleos de la misma forma, a no ser que sea necesario. Por lo que es una forma de ahorrar el consumo energético y aumentar la vida de la batería y evitar que el SoC este generando más calor del necesario.
Cambios en el sistema gráfico de los Ryzen 5000 Mobile
Por enésima vez, AMD ha vuelto a utilizar la arquitectura AMD Vega a 7 nm, por lo que las arquitecturas RDNA siguen siendo inéditas como iGPU fuera de las consolas de videojuegos. ¿La principal novedad? La capacidad de llegar a los 2.12 GHz.
Hay que tener en cuenta que AMD se ha pasado los últimos años retocando sus arquitecturas de GPU para que desde una misma ISA se puedan alcanzar mayores velocidades de reloj , sea esta RDNA, RDNA 2, GCN o CDNA. El hecho de aumentar la velocidad de reloj sin cambiar el nodo de fabricación significa volver a diseñar de nuevo todas las etapas de cada una de las instrucciones, aumentando la cantidad de estas pero disminuyendo el tiempo por etapa y con ello aumentando la frecuencia de reloj.
AMD ha realizado este proceso en todas sus GPUs para que estas puedan alcanzar velocidades de reloj más altas bajo el nodo de 7 nm de TSMC, sean dedicadas o integradas.
¿Qué modelos de los Ryzen 5000 Mobile son Zen 3 y cuáles no?
Para que no haya confusiones en la compra:
- Todos los modelos de los Ryzen 5000U cuyo segundo numero es impar utilizan núcleos Zen 2, es decir: 5100U, 5300U, 5500U, 5700U.
- Todos los modelos de los Ryzen 5000U cuyo segundo numero es par utilizan núcleos Zen 2, es decir: 5200U, 5400U, 5600U, 5800U.
- Todos los modelos 5000H son núcleo Zen 3.
Además hay que agregar que al igual que sus antecesores, los modelos H tienen un TDP de 45 W y carecen o no tienen activa la GPU integrada, mientras que en los modelos U su TDP es de 15 W y tienen GPU integrada.
