AMD Ryzen

AMD Ryzen

Premiera	2 marca 2017
L1 cache	32 – 96 kB na rdzeń
L2 cache	512 kB na rdzeń
L3 cache	4 – 96 MB (Ryzen) 16 – 256 MB (Ryzen Threadripper)
L4 cache	brak
Architektura	Zen
Proces technologiczny	14 nm (Zen) 12 nm (Zen+) 7 nm (Zen 2) 7 nm (Zen3) 6/7 nm (Zen 4)
Poprzednik	AMD FX
Gniazdo(a)	AM5/AM4/Socket SP3/Socket sWRX8/Socket sTRX4/Socket TR4

AMD Ryzen – seria wielordzeniowych procesorów firmy AMD dla komputerów stacjonarnych i laptopów opartych na mikroachitekturze Zen. Wraz z procesorami wprowadzono nowe gniazdo AM4. Pierwsze procesory z tej serii miały premierę 2 marca 2017 roku^[1].

W procesorach Ryzen zastosowano inną koncepcję wielowątkowości niż w rodzinie AMD FX. Zamiast klastrowej wielowątkowości (CMT), w której dwa rdzenie zespolono w moduł dzielący niektóre zasoby i jednostki wykonawcze, w architekturze Zen wykorzystano wielowątkowość współbieżną (SMT), stosowaną także w większości współczesnych procesorów konkurencji (np. w układach Intel Core czy Intel Atom).

Układ przewidywania skoków w Zen korzysta z mechanizmu perceptronowego. Zastosowanie perceptronu w tym celu zostało opisane w literaturze naukowej wcześniej, jednak Zen to pierwszy potwierdzony przypadek użycia sieci neuronowej w praktyce w układzie komercyjnym.

Zestaw instrukcji procesorów Ryzen został rozszerzony o instrukcje znane z procesorów firmy Intel, m.in. RDRAND i RDSEED (do generowania liczb losowych), instrukcje przyspieszające szyfrowanie algorytmami wykorzystującymi funkcje SHA oraz tryby ograniczonego dostępu do pamięci SMAP i SMEP. Dodano też nowe instrukcje dotyczące pamięci podręcznej: czyszczenie całej linii cache oraz łączenie stron 4-kilobajtowych w 32-kilobajtowe.

Planiści (ang. schedulers) i jednostki wykonawcze procesorów Ryzen różnią się od poprzednich generacji. Mikrooperacje trafiają do sześciu osobnych planistów: po jednym dla każdej z czterech jednostek arytmetyki stałoprzecinkowej i dwóch jednostek generowania adresów. Liczba sześciu jednostek wykonawczych jest zbliżona do rozwiązań w mikroarchitekturach Haswell i Skylake (które posiadają trzecią jednostkę generowania adresów). Każdy planista śledzi 14 instrukcji, co daje łącznie 84 instrukcje – niemal dwukrotnie więcej niż w procesorach poprzedniej generacji.

W przeciwieństwie do jednostek arytmetyczno-logicznych (ALU) w procesorach Intela, w układach Ryzen są one symetryczne – mają identyczne możliwości wykonywania instrukcji i nie są wyspecjalizowane. Procesory te mogą prowadzić jednocześnie dwa wątki dzięki technice SMT, analogicznej do Hyper-threadingu. Technologia ta udostępnia niemal wszystkie zasoby procesora dla obu wątków i może zostać wyłączona w UEFI niektórych płyt głównych.

12 lutego 2018 roku miała miejsce premiera jednostek Ryzen 3 2200G i Ryzen 5 2400G. W stosunku do starszych modeli otrzymały one zintegrowane układy graficzne (odpowiednio Radeon RX Vega 8 i RX Vega 11)^[2].

W kwietniu 2018 roku wydano odświeżone jednostki AMD Ryzen oparte na mikroarchitekturze Zen+. Procesory zostały wykonane w 12-nanometrowym procesie technologicznym, co pozwoliło zwiększyć taktowanie przy jednoczesnym obniżeniu napięcia zasilającego. Ulepszono również układy zarządzające energią i taktowaniem^[3].

11 czerwca 2019 roku zadebiutowały modele Ryzen 3 3200G i Ryzen 5 3400G, zastępujące układy z lutego 2018 roku. Nowe procesory, podobnie jak poprzednicy, wyposażone były w zintegrowany układ graficzny, jednak oparto je na mikroarchitekturze Zen+ w 12-nanometrowym procesie technologicznym^[4].

7 lipca 2019 roku wydano jednostki Ryzen oparte na mikroarchitekturze Zen 2, wykonane w 7-nanometrowym procesie technologicznym. Zmiany objęły m.in. wzrost współczynnika IPC, obsługę interfejsu PCI Express 4.0 oraz zwiększenie pamięci podręcznej L3^[5].

Wraz z trzecią generacją wprowadzono linię Ryzen 9. Model 3900X był pierwszym procesorem konsumenckim wyposażonym w 12 rdzeni^[6]. 25 listopada 2019 roku wydano model Ryzen 9 3950X, który posiadał 16 rdzeni^[7].

W czerwcu 2020 roku zaprezentowano modele 3600XT, 3700XT oraz 3900XT, stanowiące odpowiedź na konkurencyjne jednostki oparte na mikroarchitekturze Comet Lake. Zmiany ograniczono do podniesienia taktowania^[8]. Procesory te charakteryzowały się wyższymi cenami startowymi w porównaniu do dostępnych równolegle starszych odpowiedników^[9]. 21 lipca 2020 roku zadebiutowała seria Ryzen 4000G (mikroarchitektura Zen 2 ze zintegrowanym układem graficznym), w tym energooszczędne wersje „GE” z TDP obniżonym z 65 na 35 W. Recenzenci odnotowali wzrost wydajności obliczeniowej względem serii 3000G, przy jednoczesnym spadku wydajności zintegrowanego układu graficznego^[10].

W listopadzie 2020 roku zaprezentowano procesory Ryzen 5000 (Zen 3, 7 nm)^[11]. Architektura ta wprowadziła przeprojektowany układ CCX, umożliwiający ośmiu rdzeniom współdzielenie jednej pamięci podręcznej L3, co wpłynęło na wzrost IPC^[12]. Flagowy model Ryzen 9 5950X oferował 16 rdzeni i 32 wątki, zachowując kompatybilność z podstawką AM4.

W marcu 2022 roku zaprezentowano Ryzen 7 5800X3D – pierwszy procesor z technologią 3D V-Cache (dodatkowe 64 MB pamięci L3 na stosie krzemowym, łącznie 96 MB). Jednostka ta osiągała wysokie wyniki w testach wydajności w grach komputerowych na platformie AM4^[13]. W segmencie mobilnym w latach 2021–2022 wydano serie Ryzen 5000 Mobile (Zen 2 i Zen 3) oraz Ryzen 6000 Mobile (Zen 3+, grafika RDNA 2)^[14].

W drugiej połowie 2022 roku zadebiutowała seria Ryzen 7000 (Zen 4) dla nowego gniazda AM5. Procesory wykonano w litografii 5 nm (rdzenie) i 6 nm (I/O). Wprowadzono obsługę pamięci DDR5, PCI Express 5.0 oraz zintegrowane GPU RDNA 2^[15]. W styczniu 2023 roku zaprezentowano warianty X3D (m.in. Ryzen 9 7950X3D, Ryzen 7 7800X3D) z powiększoną pamięcią L3^[16].

W segmencie mobilnym wprowadzono serię Ryzen 7000 Mobile. Modele serii 7040 wyposażono w układy graficzne RDNA 3 oraz akcelerator SI (Ryzen AI)^[17]. W 2024 roku wydano serię 8000G dla komputerów stacjonarnych (APU z grafiką RDNA 3)^[18].

W czerwcu 2024 roku zapowiedziano serię Ryzen 9000 (mikroarchitektura Zen 5) dla gniazda AM5. Procesory te cechują się zmodernizowaną architekturą i wyższym współczynnikiem IPC^[19]. W drugiej połowie roku zaprezentowano warianty X3D (np. Ryzen 7 9800X3D) z drugą generacją technologii 3D V-Cache^[20]. Wprowadzono również mobilną linię Ryzen AI 300 (Zen 5/5c, grafika RDNA 3.5, NPU)^[21].

 Osobny artykuł: Lista procesorów AMD Ryzen.