Разработчики архитектуры amd zen рассказали о её создании — фундамент заложили ветераны компаниив 2012 году

Генеральным директором AMD Лиза Су (Lisa Su) стала в октябре 2014 года, а свою работу в компании она начала ненамного раньше в январе 2012 года. К тому времени нынешний технический директор Марк Пейпермастер (Mark Papermaster) уже начал формировать команду разработчиков, которым предстояло предложить новый подход к проектированию процессоров, создав архитектуру Zen. Участники событий поделились воспоминаниями на страницах издания IEEE Micro.

Источник изображения: IEEE Micro

На протяжении всего 2012 года созданная Пейпермастером команда специалистов пыталась найти пути устранения того отставания в темпах увеличения производительности процессоров, от которого компания AMD в те годы страдала не только в настольном, но и в серверном сегменте рынка. Развивать архитектуру Bulldozer далее не имело смысла, поскольку эта ветвь эволюции процессоров AMD оказалась тупиковой.

Именно Марк Пейпермастер в те годы пригласил на работу в AMD Джима Келлера (Jim Keller), который уже приложил руку к созданию процессорных архитектур K7 и K8, но потом покинул компанию. Под руководством Джима команды разработчиков AMD подверглись реструктуризации: специалисты по производительным и экономичным архитектурам были объединены в одном коллективе. Перед ними была поставлена задача создать новую масштабируемую модульную архитектуру, которая сможет эффективно применяться как в мобильном, так и в настольном или серверном сегментах.

Разработчикам предстояло наверстать упущенное и обеспечить прирост удельного быстродействия на 40% относительно предшествующей архитектуры AMD. Именно участвовавший в разработке архитектуры Zen первого поколения Майк Кларк (Mike Clark) дал ей имя, исходя из баланса необходимых качеств в виде производительности, энергопотребления и плотности размещения транзисторов. Дополнительно команде специалистов было поручено следить за энергоэффективностью проектов AMD. По итогам работы прирост быстродействия достиг 52%, перекрыв первоначальный целевой показатель.

От разработки процессоров K12 с архитектурой ARMv8 для серверного применения компания AMD в то время отказалась, но высвободившиеся кадровые ресурсы были направлены на разработку архитектуры Zen 3. Фактически, работа над ней велась параллельно с созданием архитектуры Zen 2 последнюю разрабатывали те же специалисты, что и Zen первого поколения. Получается, что архитектура Zen 3 во многом была создана с чистого листа, тогда как между Zen, Zen+ и Zen 2 прослеживалась очевидная преемственность.

Модульный подход к проектированию процессоров с применением скоростного интерфейса Infinity Fabric для обмена данными между отдельными блоками позволил AMD без особых сложностей освоить многокристальную компоновку с использованием разнородных чиплетов. На общих базовых блоках были созданы процессоры, используемые как в ноутбуках, так и в суперкомпьютерах, а время на разработку новых моделей значительно сократилось. В качестве иллюстрации авторы статьи привели изображение 14-нм кристалла процессора с архитектурой Zen, на которое наложили очертания гипотетического процессора K5 в тех размерах, которыми бы он обладал при условии выпуска по 14-нм технологии. Восьмиядерный процессор с архитектурой Zen оказался бы равен по площади 400 таким процессорам поколения K5. Если процессор того поколения содержал лишь 4,3 млн транзисторов, то представитель поколения Zen увеличил его до 4,8 млрд.