Speciale AMD Zen: come saranno le prossime CPU di AMD?

Cosa sappiamo sulla nuova architettura Zen? Cos’è che AMD ha in mente? E quando uscirà? Lo raccontiamo in questo speciale, che cerca di fare un po' di chiarezza sulla prossima generazione di CPU.

speciale AMD Zen: come saranno le prossime CPU di AMD?
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Daniele Vergara Daniele Vergara viene alla vita con un chip Intel 486 impiantato nel cervello, a mo' di coprocessore. E' più che entusiasta di tutto ciò che riguarda la tecnologia intera e i videogames, con un occhio di riguardo verso l'hardware PC e l'overclocking. D'inverno ama snowboardare, macinando km e km di piste. Lo trovate su Facebook, Twitter e Google+.

Il lavoro sulla progettazione di Zen cominciò nell'oramai lontano 2012, dopo il reintegro di Jim Keller all'interno del team AMD. Tale fatto lascia intendere quanto l'azienda californiana abbia a cuore questa architettura, la cui entrata in scena è prevista su per giù per la fine del 2016. In realtà ci si aspettava che Zen arrivasse fra noi solo nel 2017, ma AMD ha saggiamente deciso di anticiparne la messa sul mercato a discapito di K12, altro progetto di cui beneficeranno server ad alte prestazioni e soluzioni embedded.
Poco tempo fa abbiamo appreso della notizia che Jim Keller, supervisore del gruppo impegnato su Zen, ha lasciato l'azienda; nonostante ciò, le novità che circolano in merito all'architettura sono tutte positive, a testimonianza che i lavori procedono come dovrebbero. "Noi continuiamo a focalizzarci su entrambi gli aspetti, l'architettura e il processo produttivo (FinFET, ndr), e tutto sta andando come deve andare", ha dichiarato Lisa Su, il CEO di Advanced Micro Devices.
In questo articolo mettiamo insieme e vediamo tutto ciò sappiamo sull'attesissima, prossima architettura della società, che salirà a bordo di processori desktop, laptop e server di nuova generazione.

Principali caratteristiche di Zen

AMD Zen è il diretto successore della famiglia Bulldozer, che andrà a competere con i processori Intel x86 di fascia più alta. AMD è rimasta un po' indietro sulle CPU ad alte prestazioni, ed ha peccato soprattutto nel fatto che, per più o meno quattro anni, non è mai riuscita a presentare un design ridisegnato completamente da zero. Questo non è, fortunatamente, il caso di Zen: il suo punto forte dovrebbero essere le istruzioni processate per ciclo di clock (IPC), con un guadagno del 40% in termini di performance rispetto a Bulldozer. AMD è piuttosto impegnata su questo fronte, considerato che sta già pensando ad uno Zen+ che porterà il distacco prestazionale ancora più in alto. Zen sarà dotata del Simulatenous Multithreading (SMT), cioè la capacità di eseguire più thread per ogni core. L'SMT si fermerà a due thread per core, proprio in modo simile a quanto fa Intel sulle sue CPU. Sui processori Intel questo design ha sempre funzionato piuttosto bene, e dovrebbe porre l'azienda di Sunnyvale in una posizione più equa rispetto alla rivale.
Uno dei limiti più evidenti di Bulldozer era la memoria cache, considerata qualcosa di assolutamente terrificante, sin dai primi sample arrivati agli specialisti. Zen includerà una nuova cache ad alto bandwidth, con una bassa latenza, segno evidente che la società ha imparato dagli errori e vuole porvi rimedio.
Con la nuova architettura arriverà un nuovo, confermato, socket. Il suo nome non poteva essere altro che AM4, ed ospiterà i nuovi FX basati su Zen. AMD vuole unificare le sue piattaforme sotto questo unico socket, ed ha intenzione di costruirci intorno anche le prossime APU. Scontata anche la presenta di un controller DDR4 sui nuovi processori visto che sembra, così come per Intel Skylake, che Zen non supporterà le RAM DDR3. Probabile che il TDP dei processori di punta si aggirerà sui 95W.
Delle voci recenti parlano di una prossima CPU con 8 core Zen e 12MB di cache di livello 2 e 3, ma niente ancora è confermato. Se lo fosse, potremmo essere davvero di fronte ad un bel giocattolino.
I chip Zen saranno basati sul nuovo processo produttivo FinFET , fattore assolutamente positivo, che dovrebbe incrementare non solo la velocità di calcolo generale delle CPU, ma anche abbassare i voltaggi necessari per poter lavorare senza intoppi. Sappiamo che i transistor saranno a 14nm, ma non conosciamo ancora quale sarà la fonderia che si occuperà della produzione di massa. Ultimamente AMD ha migliorato molto i rapporti con GlobalFoundries, quindi è probabile che si rivolgerà a quest'ultima - almeno per il primo lotto prodotto.

Zen e le APU

AMD sta dando assoluta priorità a Zen, e vuole portarla anche sulle proprie APU. Probabilmente i primi chip con tale architettura non saranno APU, e su queste ultime sarà portata in un secondo momento, ma siamo felici che l'azienda voglia creare un ecosistema il più unificato possibile.
Advanced Micro Devices metterà sicuramente sul mercato anche delle APU meno performanti per i dispositivi a basso consumo energetico, con due core Zen e un TDP fra 5 e 15W. Da notare è il fatto che, a differenza dei processori veri e propri, le APU supporteranno anche le memorie DDR3.
C'è anche la più stuzzicante idea di una APU per server, che dovrebbe combinare il meglio di entrambi i mondi su un solo die. Il principale svantaggio di un socket costruito specificamente per le CPU è costituito dalla banda, che si è sempre rivelata troppo esigua a supportare lo streaming dati dal processore alla GPU. Questo limite verrà abbattuto tramite una "trasformazione dell'architettura della memoria", come la società ha fatto sapere; siamo certi che si tratta di qualcosa legato alle memorie HBM, che saranno ovviamente situate nello stesso package della CPU. Con una soluzione del genere, una APU con potenza di calcolo livello server potrebbe in teoria dare una scossa al settore dell'High Performance Computing, favorendo allo stesso tempo il design HSA (Heterogeneous System Architecture), così decantato dalla stessa AMD, che ha dato frutto proprio alle APU.
Un die tanto piccolo con una potenza di calcolo così elevata ci fa volgere lo sguardo anche ai laptop. Vedere un'APU di questa tipologia, una CPU con core Zen affiancata da una Radeon con memoria HBM sullo stesso die, si presterebbe benissimo ad un device mobile, magari dedicato ai videogiocatori. Se ciò passasse dalla teoria alla pratica potrebbe dare ad AMD un chiaro vantaggio sui competitor, giovando ai gaming PC compatti, ai laptop da gioco e persino agli all-in-one.

AMD Ryzen Per AMD è tempo di una grossa svolta, un cambiamento che deve smuovere le acque piuttosto agitate in cui naviga l’azienda di Sunnyvale. I risultati finanziari annunciati negli ultimi quarti non hanno fatto sorridere gli investitori, ma l’anno prossimo forse le cose cambieranno. AMD ha un grosso potenziale in mano, e per questo le aspettative su Zen sono altissime. Tutto ciò che abbiamo letto in merito ci è piaciuto, compreso il design simil-Intel: non è necessariamente una “copia”, ma è più un “adattarsi” a ciò che funziona bene. L’uscita di scena di Jim Keller, per quanto sia stata una perdita pesante, sembra che non abbia traumatizzato più di tanto gli ingegneri a lavoro su Zen, come confermato anche dal CEO della società. In conclusione, Zen potrebbe davvero essere un ultimatum, un progetto che potrebbe seriamente determinare le sorti dell’azienda. AMD questa volta non ha la facoltà di fallire, e noi ci crediamo. L’appuntamento è per il prossimo anno.