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Analizamos el nuevo procesador AMD Ryzen 7 1700, un duro competidor para los procesadores de Intel, aunque con algunos pequeños problemas de rendimiento en gaming.


ARQUITECTURA ZEN


Lo primero que tenemos que saber de esta arquitectura, o más bien ver, es el diagrama de lo que será internamente el procesador. Podemos ver que el núcleo se divide en el front-end en azul y el resto del núcleo pasa a ser el back-end. El front-end es donde las instrucciones llegan al núcleo, se activan las ramas de predicción y las instrucciones de decodifican en micro-operaciones antes de ser colocadas en una cola de micro-operaciones. Podemos ver en color rojo la parte del back-en que se ocupa de las instrucciones basadas en Integer (INT), como son las matemáticas enteras, los bucles, las cargas y el almacenamiento. En naranja podemos ver la parte de Punto Flotante (FP), del back-end, la cual está centrada en diferentes formas de cálculos matemáticos. Los segmentos INT y FP tienen sus propios programadores de puertos de ejecución, que actúan por separado.

Parece un poco similar a otros núcleos de procesadores de alto rendimiento y es así. Aparentemente hay una forma de alto nivel de ‘doing things’ (hacer cosas), cuando hablamos de x86, con tres niveles de memoria caché, TLB en varios niveles, un conjunto de decodificadores que despachan una combinación 4-5+ en micro-procesos por ciclo, una cola de micro-operaciones muy grande de 150+, recursos para retirar recursos compartidos, soporte para AVX y, como no podía ser de otra manera, Simultaneous Hyper-Trheading.

amd ryzen design cpu - Review: Procesador AMD Ryzen 7 1700 de ocho núclos y dieciseis hilos de procesamiento

Principales novedades

Primeramente y como más importante, es la inclusión de la cache de micro-operaciones. Esto lo que permite es que las instrucciones que se van a utilizar se llamen en la cola de micro-operaciones en vez de ser decodificado de nuevo, y así evitar un proceso reiterativo. Normalmente, las caches de micro-operaciones son relativamente pequeñas. La versión de Intel puede admitir 1536 micro-operaciones mediante asociación de ocho vías. La caché de micro-operaciones para Zen soporta hasta 2048 micro-operaciones con hasta ocho operaciones por línea de caché.

amd ryzen throughput - Review: Procesador AMD Ryzen 7 1700 de ocho núclos y dieciseis hilos de procesamiento

La estructura de la caché  es el segundo punto importante. Zen hace uso de una caché L1 de 64Kb por cada núcleo con una asociatividad de cuatro vías, con una caché L1 de 32Kb de datos por núcleo con una asociatividad de ocho vías. El tamaño y la accesibilidad determinan la frecuencia con la que se pierde una línea de memoria caché y es típicamente un trade-off para el área y la potencia (cuanto más grande es la caché, más área es la requerida y eso requiere más potencia). La caché de instrucciones, por ciclo, puede permitirse una búsqueda de 32 bytes mientras que la memoria caché de datos permite dos cargas de 16 bytes y una memoria de 16 bytes por ciclo.

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Respecto a la caché L2 es que tiene una capacidad de 512Kb de ocho vías por cada núcleo. Esta caché representa el doble del tamaño de la caché L2 de los Skylake, que es de 256Kb y cuatro vías, mientras que la de Broadwell es de 256Kb y ocho vías. Normalmente el duplicar el tamaño de la caché provoca en 1414, la probabilidad de un golpe en la memoria caché, lo que reduce la necesidad de ir más lejos para encontrar datos, pero viene a expensas del área del troquel. Esto debería tener un gran impacto en las métricas de rendimiento y AMD está promoviendo transferencias de caché a caché más rápidas que en las generaciones anteriores. Tanto las cachés L1 como la L2 son cachés de escritura, mejorando la caché de escritura L1 de Bulldozer.

Finalmente tenemos la caché L3, la cual es de 8MB y dieciséis vías, de la cual sabemos que se reparte en un módulo que cuatro núcleos, proporcionando 2MB de caché L3 por núcleo o 16MB de caché L3 para cada uno de los ocho núcleos de los procesadores Zen. Ambas caché están separadas, por lo tanto son dos módulos de 8MB, así que actúa como una caché de ultimo nivel por cada cuatro núcleos.

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Los procesadores de AMD disponen de la tecnología SMT o Simulteneous Multi-Threading. Esta tecnología es muy similar a la tecnología de Intel, es más, en un modo amplio, por así decirlo, ambas tecnologías son lo mismo, pero tienen ligeras diferencias. El SMT tiene la capacidad de potenciar el aumento del rendimiento al permitir que un segundo subproceso, en el mismo núcleo, que tenga acceso a varios puertos ejecución, colas de trabajo y cachés. El SMT además requiere soporte a nivel de hardware. No todas las estructuras pueden ser compartidas directamente entre hilos y puede ser particionado algorítmicamente, particionado estáticamente o utilizado en ciclos alternos.

Estos procesadores además disponen de programadores dobles, uno para INT y otro para FP, lo cual es diferente a la implementación conjunta del programador/buffer de Intel.


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Técnico Intermedio en PRL, Técnico Superior en Energías Renovables y en Desarrollo de Productos Electrónicos. Docente de Formación No Reglada. Exigente con el hardware y curioso por naturaleza. Kirchhoff, Maxwell y Thevenin mis maestros y mi pasatiempo el álgebra booleana. Igual te calculo el potencial eólico del viento para un panel fotovoltaico, que te calculo la generación solar de un aerogenerador... o algo así. Stargate es la mejor serie de la historia de la ciencia ficción y lo sabes.