AMD新一代X86架構Zen內核首曝：跟模組化徹底再見

在輝煌的K8、平淡的K10架構之後，AMD的“推土機”（Bulldozer）模組化多核CMT架構承載了他們的新希望，但2011年發佈以來，AMD的CMT架構折戟沉沙，期間AMD雖然升級了打樁機（Piledriver）、壓路機（Steamroller）及挖掘機（Excavator）等四代模組架構，但FX系列處理器已經一蹶不振。如今重壓之下的AMD依然把高性能伺服器市場作為重點，他們的籌碼這次壓在了全新的X86架構Zen上，從日前曝光的Zen架構核心圖上我們可以確認AMD這次真的是徹底放棄模組多核設計了，回歸傳統。

AMD的Zen架構搞了很多年了，我們對該架構所知甚少，此前只知道AMD會放棄“推土機”那樣的CMT模組多核，回歸傳統的SMT同步多執行緒，TDP還會更低。日前有網友在Planet3dnow論壇上曝光了AMD官方的PPT，這是AMD 5月份的會議上才會公佈的資料，上面赫然列出了Zen架構的內核設計，並與目前的Excavator挖掘機架構做了對比。

瞭解這兩種架構的不同，讀者可以先參考下我們之前對“推土機”架構的解析：AMD復仇之劍，Bulldozer推土機預覽及展望。前文對AMD的模組多核設計做了解釋，該架構最明顯的設計就是2個整數單元搭配1個彈性浮點單元，整數單元各自有自己的解碼器和調度器，而浮點單元是共用設計的。AMD採用這種設計是因為日常應用中有80%的運算都是整數型的，浮點運算只有20%，而且AMD當時還在搞APU融合計算，他們希望浮點運算轉向能力更強的GPU方面。

理想很豐滿，現實很骨感，可惜AMD的這種設想在現實中並沒有發揮出優勢，“推土機”的實際性能並不強。此外，AMD當時使用的還是32nm SOI工藝，Globalfoundries缺乏先進制程的頑疾也加劇了“推土機”的失利，功耗大、發熱高，再加上性能不濟，AMD的FX處理器自此就沉寂下來了。

AMD的模組化架構上使用的是彈性浮點單元設計

如今AMD攜Zen歸來，它不再使用模組化設計了，回歸了傳統的整數單元+浮點單元的設計，當然每個單元的功能現在已經今非昔比了，比如“挖掘機”架構中浮點單元是128bit的，Zen架構中則是256bit的，將支持Intel的AVX 2.0指令。

不僅如此，AMD的FP單元具備很高的彈性，之前推土機架構中2個128bit浮點單元可以合併執行256bit指令，Zen架構的2個256bit單元理論上可以執行512bit指令，達到Intel Skylake處理器的水準。

下個月初AMD有可能在分析師會議上公佈更多Zen架構的詳情，大家拭目以待吧。

Zen架構預計今年底問世，但產品上市可能要等到明年了，此前已經曝光的Zen架構16核APU、Zen架構32核伺服器晶片看上去也各種強大，希望Zen架構不要再跟推土機這麼杯具了。

實際上我們這次對Zen可以保持謹慎樂觀，首先參與Zen架構研發的設計師Jim Keller是個技術大牛，早前負責過AMD的K7及64位K8處理器的研發，之後投奔蘋果，參與了蘋果A4/A5處理器的開發。再次，推土機失利很大一個原因也是GF工藝不行，當時還在使用32nm SOI工藝，但Zen架構將會使用GF的14nm FinFET工藝，後者使用了三星的14nm授權，成熟度比GF自己搞的好多了。2016年Intel的主流工藝也是14nm 3D電晶體工藝，雖然各自的設計不同，但AMD終於能跟Intel使用同代水準的半導體工藝了。

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