Zen 5 + RDNA 3.5: más detalles sobre las microarquitecturas de AMD

AMD ha mostrado más detalles de su microarquitectura Zen 5 para los procesadores Ryzen 9000 Series, además de la arquitectura RDNA 3.5 que será la que potencie las GPUs integradas en las unidades APU como las Ryzen AI 300 Series. Dos de las claves en las que la compañía tiene grandes esperanzas para obtener productos de muy alto rendimiento y seguir su intensa batalla contra Intel.

Especificaciones de los procesadores basados en Zen 5 y/o RDNA 3.5

En cuanto a las APUs para equipos portátiles basados en Zen 5 tenemos por el momento:

Mientras que para el PC los procesadores con núcleos Zen 5 anunciados por el momento son los siguientes:

Pero llegarán más SKUs para PC y portátiles… además de los procesadores para HPC y servidores Turin y Turin Dense.

Microarquitectura Zen 5: todas las claves

La última microarquitectura de CPU de AMD, Zen 5, supone un salto significativo respecto a su predecesora, Zen 4. Existen algunos puntos clave, además de que estará fabricada en un nodo de 4nm y 3nm de TSMC, también hay muchas más novedades:

• Rediseño completo: Zen 5 cuenta con un Font-End más amplia, con mejoras en la predicción de saltos que ahora es más precisa, así como un mayor rendimiento de coma flotante, por tanto, también hay cambios en el Back-End. Esto se traduce en una mejora notable del rendimiento, con AMD afirmando un aumento promedio del 16% en instrucciones por ciclo (IPC), como más adelante veremos.
• Mejoras en los cálculos: Zen 5 integra 6 unidades aritmético-lógicas (ALU) por núcleo, es decir, se ha vuelto más superescalar que la generación anterior, ya que había 4 en Zen 4. Esto se traduce en un aumento del 50% en el rendimiento por ciclo de enteros escalares para tareas comunes.
• Operaciones de coma flotante mejoradas: el ancho del canal de coma flotante se ha duplicado a 512 bits, lo que permite a Zen 5 manejar operaciones de coma flotante con mayor eficiencia. Recuerda que antes solo podía manejar vectores de 256-bit, y cuando ejecutaba instrucciones AVX 512-bit, tenía que dividirlas en dos pasos. Ahora ya no…
• Opción de fabricación dual: Zen 5 se diseñó para ser compatible con procesos de 4nm (N4X) y 3nm (N3E) de TSMC. Algo que no es fácil, ya que se debe adaptar el diseño a un nodo específico. Pero esta flexibilidad garantiza que la producción pueda continuar incluso si hay retrasos con el nodo de 3nm más avanzado.
• Altas frecuencias: el nodo N4X prioriza velocidades de reloj más altas, lo que hace que Zen 5 sea ideal para tareas que necesitan mayor rendimiento por núcleo, como es el caso de los videojuegos.
• Soporte de memoria mejorado: la MMU integrada admite memoria DDR5-5600 y memoria LPDDR5X-7500 más rápida, lo que también ayudará con el rendimiento en todo tipo de cargas.
• Aumento de la frecuencia de Infinity Fabric: la frecuencia del bus o malla Infinity Fabric, que conecta diferentes partes del procesador, se ha incrementado a 2400 MHz, lo que aumenta aún más la velocidad de comunicación general del sistema, reduciendo las latencias.

Los resultados de todas estas mejoras son un incremento del IPC del 16% de media, aunque esto depende del tipo de carga de trabajo, es decir, del tipo de las instrucciones que se procesen:

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Arquitectura RDNA 3.5: mejoras para la GPU

Los procesadores móviles de la serie Ryzen AI 300 de AMD introducen un salto significativo en gráficos integrados con la nueva arquitectura RDNA 3.5. Basándose en los cimientos de RDNA 3, esta última versión prioriza tanto el rendimiento como la eficiencia, exprimiendo cada gota de energía para obtener imágenes impresionantes sobre la marcha, además de estar optimizada para integrarse en un SoC para las APUs.

Entre las mejoras de la RDNA 3.5 destacan, además de las ya introducidas por RDNA 3 respecto a RDNA 2:

• Doble muestreo de texturas: RDNA 3.5 presume de una tasa de muestreo de texturas duplicada en comparación con RDNA 3. Esto se traduce en texturas notablemente más nítidas y detalladas en los juegos, mejorando la experiencia visual general.
• Interpolación y comparación mejoradas: las operaciones con instrucciones vectoriales mejoradas permiten tasas de interpolación y comparación 2 veces más rápidas. Esto resalta los detalles más finos en gráficos de alta resolución, asegurando que incluso las texturas más intrincadas se muestren impecablemente.
• Gestión de memoria optimizada: implementa técnicas avanzadas de gestión de memoria. Esto reduce la frecuencia de acceso a la memoria, agilizando el procesamiento de datos y aumentando la eficiencia energética general. Además, el acceso optimizado a LPDDR5 garantiza una utilización de la memoria rápida y eficiente, lo que prolonga aún más la vida útil de la batería. Recuerda que RDNA 3 estaba pensada para GDDR6.
• Aumento del rendimiento por vatio: AMD afirma ganancias de rendimiento impresionantes con RDNA 3.5, ofreciendo hasta un 32% más de rendimiento por vatio en comparación con la generación anterior. Esto se traduce en mejoras de rendimiento significativas en cargas de trabajo de gráficos como 3DMark Timespy y Night Raid, como más adelante veremos.

RDNA 3.5 va más allá de los simples aumentos de rendimiento bruto. Pero, eso sí, ten en cuenta que al estar integrada en un SoC para equipos portátiles, lo cual tiene limitaciones de rendimiento respecto a las GPUs dedicadas de la RDNA 3, cuyas limitaciones de consumo y potencia no son tales.

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Eficiencia sin igual

Para finalizar, toda esta mejora de rendimiento se ha conseguido manteniendo una gran eficiencia energética comparada con generaciones previas. En parte esto se debe al nuevo nodo de fabricación de 4nm, pero no solo a eso, también hubo cambios en la microarquitectura para alcanzar estas cifras que se aprecian en la imagen anterior.