AMD Zen planta cara a Intel con sus nuevos cores vitaminados

AMD Zen planta cara a Intel con sus nuevos cores vitaminados

Los procesadores de ocho núcleos o cores dominan la gama alta tanto en el hardware de ordenadores como en el de smartphones.

AMD acaba de desvelar sus tecnologías enfocadas a 2016, con propuestas que van más allá de los ocho núcleos para alcanzar los 10, 16 y hasta 32 cores.

El proyecto de AMD es especialmente interesante porque no sólo renueva sus procesadores y chips gráficos, sino que ha rediseñado por completo su tecnología de cores, para obtener hasta un 40% más de proceso por ciclo de reloj, con un nuevo diseño que rompe radicalmente con su actual tecnología.

Vamos a verlo en detalle.

AMD Zen x86 core, vitaminas para las nuevas CPUs

Los procesadores modernos giran en torno a los núcleos o cores que incorporan. Si mejoras la tecnología de diseño del core, mutiplicas por cuatro o por ocho (según el número de cores que tengas) el rendimiento de un procesador.

Los núcleos Bulldozer y Excavator de AMD han demostrado ofrecer una baja eficiencia, lo que ha lastrado el rendimiento de las CPUs de AMD estos últimos cuatro años. Lo ha combatido con buenos precios, pero los procesadores de Intel son cada vez más baratos, manteniendo el buen rendimiento.

La respuesta de AMD se llama Zen core, un rediseño de la arquitectura de los núcleos x86 (para ordenadores) que aumenta hasta un 40% el IPC, es decir, el número de instrucciones ejecutadas por ciclo de reloj. Puedes verlo de forma muy clara en esta gráfica:

AMD Zen core x86

Como es fácil deducir, a mayor número de instrucciones por ciclo, más rápida será la CPU.

¿Cómo consigue AMD aumentar en un 40% el IPC? Por medio de diferentes técnicas.

Los nuevos core AMD Zen utilizarán tecnología de transistores FinFET (diseño en 3D, con unos transistores encima de otros) y un proceso de fabricación de 14/16 nanómetros, lo que reduce el consumo y el calor, y aumenta la velocidad. 

La arquitectura de Multihilos Simultáneos (SMT) permite procesar varios hilos por núcleo, aumentado el rendimiento. De momento sólo se van a usar dos hilos por núcleo, que ya supone una mejora evidente en el procesamiento de las instrucciones. Intel ya lo hace, así que AMD al fin tiene una arquitectura a su altura.

AMD Zen

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Tal como puedes ver en la siguiente imagen que se ha filtrado, el diseño del AMD Zen es radicalmente diferente al de su predecesor, Excavator:

AMD Zen

Zen emplea sólo un decodificador de instrucciones. El decodificador de enteros tiene seis pipelines en vez de cuatro, y la unidad de punto flotante tiene dos FMAC de 256 bits, frente a los 128 bits de su predecesor. 

Otra de las mejoras de AMD Zen es la gestión de la memoria cache L2. Al contrario que la mayoría de los procesadores, que comparten la memoria L2 entre todos sus núcleos, AMD Zen dispone de memoria L2 independiente para cada núcleo. La cantidad de memoria L2 es menor, 512 KB independiente por núcleo frente a 1 MB compartida por núcleo en su predecesor, pero en los procesadores modernos a mayor velocidad la memoria L2 pierde importancia. De hecho los procesadores Intel Haswell usan 256 KB por núcleo.

Otra novedad es que la memoria caché L3 se comparte en bloques de cuatro núcleos, no entre toda la CPU.

Esta revolución en el diseño de los cores augura un aumento de rendimiento que será mayor como más núcleos tenga el procesador, a partir de 8 núcleos o más.

AMD Zen se empleará en chips de 4 y 8 núcleos para ordenadores domésticos, y 16 o 32 núcleos en servidores y PCs profesionales.

En 2017 la evolución Zen+ mejorará aún más el IPC.

Estos cambios tan radicales han llevado a AMD a estrenar un nuevo Socket, el AM4, que incluirá soporte para memoria DDR4 y PCI-Express 3.0. El AM4 será compatible tanto para las CPU Zen como para las APU (CPU+GPU+controlador de memoria) que se lancen a partir de 2016.

AMD K12 ARM core más potencia en dispositivos de bajo consumo

AMD también renueva los cores ARM que utiliza en chips gráficos y procesadores de bajo consumo, enfocados a los dispositivos portátiles.

Los nuevos AMD K12 core están basados en el núcleo ARMv8, así que ofrecerán arquitectura de 64 bits.

Sin embargo AMD tiene intención de lanzar primero los procesadores con núcleos Zen, así que los AMD K12 se retrasan a 2017.

AMD Radeon y la nueva memoria HBM

La compañía californiana tampoco se olvida de sus chips gráficos Radeon. La principal innovación en este campo llegará con el soporte de la memoria HBM o Memoria de Alto Ancho de Banda, que pretende sustituir a la actual memoria de alto rendimiento GDDR5. AMD asegura que lleva siete años desarrollando esta tecnología.

Propone situar la memoria gráfica apilada en paralelo a la GPU, en lugar de encima de ella, o de forma independiente. Con este sistema se accede mucho más rápido a la memoria, reduciendo también el consumo. También se consigue que con un mismo ancho de banda, se obtenga una menor latencia:

AMD memoria HBM

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AMD asegura que la memoria HDM ofrece 3 veces más rendimiento por vatio, y un 50% menos de consumo. Intel incorporará tecnología HBM a sus GPUs Pascal en 2016.

Presumiblemente el nuevo core gráfico Fiji usará esta tecnología, pero no está claro si se implementará en la futura tarjeta gráfica Radeon R9 380X, lo que obligará a retrasarla unos meses, o la memoria HBM se estrenará con el chip Radeon R9 390X. El único dato oficial es que AMD tiene pensado lanzar una nueva tarjeta gráfica para PC con soporte DirectX 12 a final de este cuatrimestre. También incluirá optimizaciones para las gafas de realidad virtual.

AMD también ha anunciado oficialmente sus nuevos chips gráficos para notebooks. La serie M300 será compatible con DirectX 12 y procesadores de la serie A. Alienware, Dell, HP, Lenovo, Toshiba y otros fabricantes ya han confirmado Notebooks con chips AMD M300.

Tecnologías como FinFET, HDM y STM van encaminadas a reducir el consumo y el tamaño de los chips, sin renunciar a la potencia. Si AMD consigue una buena integración de todas ellas, podría tener en sus manos una nueva generación de chips capaz de plantar cara, e incluso superar a Intel en algunos aspectos. Pero tendremos que esperar a 2016 para verla. Seguro que Intel no se quedará parada todo este tiempo...

En todo caso, estas innovaciones de AMD son una buena noticia para los consumidores, pues aseguran una sana y necesaria competencia.

[FuentesTech Report, AMD]