Todo lo que sabemos sobre las nuevas CPU AMD con Zen 4 para PC

Todo lo que sabemos sobre las nuevas CPU AMD con Zen 4 para PC

Josep Roca

Con el lanzamiento de la arquitectura Zen 3 por parte de AMD, toda la atención de cara al futuro se centra en Zen 4, arquitectura con la que AMD pretende seguir a la cresta de la ola en cuanto a rendimiento. ¿Pero que sabemos que los procesadores de AMD de cuarta generación? Pues poco por el momento, pero si ordenamos la información y atamos los diferentes cabos podemos sacar conclusiones bastante interesante.

Al frente va a tener una Intel que va a intentar volver con toda su fuerza y recursos y que se encuentra en un proceso de cambio del que desconocemos sus efectos. AMD no puede quedarse de brazos cruzados y tampoco lo ha hecho en los últimos años con las arquitecturas Zen. Por suerte de cara a Zen 4 podemos hacernos una idea aproximada de lo que vamos a ver en 2022, pero, no olvidemos que no tenemos aún toda la información.

¿AMD Zen3+ antes que AMD Zen 4?

Uno de los rumores que circulan en las últimas semanas es que AMD habría portado el AMD Zen 3 desde el proceso de 7 nm al de «6 nm», ambos de TSMC, lo pongo entre comillas porque realmente es un nodo que creo la fundición taiwanesa para aprovechar parte de la infraestructura para los 7 nm EUV. ¿La particularidad de dicho nodo? Da hasta un 18% más de densidad que el nodo de 7 nm, pero, no sabemos como AMD la va a utilizar.

La última vez que AMD hizo uso de una versión mejorada de un nodo fue cuando hizo uso del nodo de «12 nm» de Global Foundries para la creación del Zen+, pero no sabemos si vamos a ver cambios en la arquitectura interna en forma de alguna subida leve del IPC. Pero lo que si que sabemos es que AMD y Global Foundries terminan contrato este año y es muy posible que veamos un nuevo IO Die, lo cual significa que AMD va a renovar por completo el Northbridge y el Southbridge desde el lanzamiento de los Ryzen 3000.

Entre los cambios del nuevo IO Die o IOD para Zen 3+ se incluye soporte para memoria DDR5, la cual no es una evolución de la DDR4 por lo que requiere un nuevo diseño en lo que al acceso a la memoria se refiere y soporte para PCI Express 5.0, pero desconocemos si al igual que Intel va a venir con soporte CXL 1.0.

AMD Ryzen 7000, el posible nombre comercial de las CPUs basadas en Zen 4

Ryzen 9 5900X

Si tenemos en cuenta el lanzamiento de Zen3+ con un nuevo IO Die acompañando a sus chiplets podrían aparecer a finales de 2021, entonces por una simple regla de tres esta claro que los vamos a ver como Ryzen 6000, por lo que las CPU basadas en Zen 4 serian las que se basan en Zen 4.

Cuadrando las fechas de lanzamiento entonces tenemos finales de 2020 para Ryzen 5000, 2021 para Ryzen 6000 basado en Zen 3+ y 2022 para Ryzen 7000 en Zen 4, que es cuando se estrenara bajo el nodo de 5 nm de TSMC.

Lo más seguro es que Ryzen 7000 sea exclusivo para sobremesa en una configuración en chiplets en conjunto a un IO Die de 7 nm, mientras que la versión monolítica para portátiles no aparecerá hasta bien entrado de 2023, momento en que el nodo de 5 nm estará lo suficientemente maduro para SoCs grandes.

¿Qué cambios nos podemos esperar a nivel de chiplet en Zen 4?

Patente AMD Big.little

En primer lugar vamos a ver una configuración de núcleos híbridos para el aumento del IPC, todo ello basado en el hecho de combinar un núcleo para instrucciones complejas con un núcleo optimizado para instrucciones simples en uno solo, compartiendo solamente el hardware de la captación de instrucciones, todo ello como una medida para aumentar el IPC. No parece que Zen 3+ vaya a estar optimizada del todo para DDR5, pero el cambio del tipo de memoria supone una oportunidad para AMD de re-hacer todo el mecanismo de captación de instrucciones, especialmente si se aprovecha el doble canal por DIMM de la DDR5.

El otro cambio importante es el aumento de núcleos por CCX, que pasaría de ser 8 núcleos a tener una mayor cantidad, cifra que por el momento desconocemos, pero hemos de recordar las palabras de Lisa Su acerca de los planes de AMD para aumentar la cantidad de núcleos en sus AMD EPYC, lo que obviamente se traduce en un aumento del número de núcleos por chiplet.

patente-amd-cache-L4

Es posible que el aumento de la cantidad de núcleos cambie la jerarquía de cachés, añadiendo una caché L4 que se situaría en el Northbridge o a un nuevo IOD, que bien podría ser una caché de último nivel o una Victim Cache reemplazando en esa tarea a la actual caché L3. Todo ello serviría para simplificar la caché L3 en los chiplets con tal de poder colocar una mayor cantidad de núcleos.

¿Nuevo tipo de interconexión entre chiplets e IOD para Zen 4?

AMD aprovecha las mismas tecnologías tanto para sus CPUs como para sus GPUs, por lo que no sería de extrañar que AMD decidiese utilizar el nuevo tipo de interconexión para 2.5DIC que vimos en la patente de sus GPUs basadas en chiplets, lo cual tendría mucho sentido por el hecho AMD tiene como plan reemplazar las interfaces Infinity Fabric a nivel externo por otras nuevas.

X3D-Zoom

Si la caché L4 se acaba confirmando para Zen 4 entonces la comunicación desde los chiplets hacía el IO Die aumentará, el motivo de ello es que la caché L3 podría hacerse privada por núcleo Zen 4 y sería necesario comunicar todos ellos de uno en uno en vez de grupos de 4 o de 8, es en este punto en el que el desarrollo de la interfaz X3D como reemplazo al Infinity Fabric.

AMD no va a crear dos interfaces distintas para la comunicación externa entre los chips en una configuración 2.5DIC, ya sea para comunicar los chiplets de CPU como los de GPU.