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Zen 2

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』
Zen 2
生産時期 2019年5月から
販売者 AMD
設計者 AMD
生産者 TSMC
GF
プロセスルール TSMC N6
TSMC N7[1][2]
GF 12LP
GF 14LPP
アーキテクチャ x86
マイクロアーキテクチャ Zen
命令セット AMD64
コア数 2から64
（スレッド数：2から128）
ソケット Socket AM4
Socket sTRX4
Socket sWRX8
Socket SP3
コードネーム Mendocino
Grey Hawk
Renoir
Lucienne
Matisse
Castle Peak
Rome
前世代プロセッサ Zen
次世代プロセッサ Zen 3
L1キャッシュ コアあたり64KB
（命令32KB, データ32KB）
L2キャッシュ コアあたり512KB
L3キャッシュ 4コアあたり最大16MB
GPU Radeon
ブランド名 Ryzen
Athlon
EPYC
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Zen 2（ゼン・ツー）とは、アドバンスト・マイクロ・デバイセズによって開発されたマイクロプロセッサである。2019年5月27日に正式発表され[3]、Ryzenプロセッサとして製品化された。

概要

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AMDのZen、Zen+マイクロアーキテクチャの後継にあたり、TSMC製7 nm（英語版）MOSFET素子により製造されている。メインストリーム・デスクトップ用のRyzen 3000 (コードネーム Matisse)、ハイエンド・デスクトップ用のThreadripper 3000[4][5]、APU用のRyzen 4000Gとして知られる、第3世代Ryzenプロセッサに使われている。2019年7月7日にRyzen 3000シリーズCPUが発表され[6][7]、2019年8月7日にZen 2ベースのEPYCサーバーCPU (コードネーム Rome)が発表された[8]。2019年11月に追加のチップセット、Ryzen 9 3950Xが発表された[6]。CES 2019において、AMDは8コア16スレッドのチップレットを含む、第3世代Ryzenのエンジニアリングサンプルを発表した[4]。AMDのCEOリサ・スーは、最終的なラインナップでは8コアより多いチップを予定していると述べた[9]。Computex 2019において、AMDはZen 2 "Matisse"プロセッサが12コアとなることを明らかにし、数週間後のE3 2019では16コアプロセッサである先述のRyzen 9 3950Xを明らかにした[10][11]。

Zen 2にはSpectreに対するハードウェアによる脆弱性緩和が含まれている[12]。Zen 2ベースのEPYCサーバーCPUでは、各マルチチップ・モジュール(MCM)パッケージにおいて、7 nmプロセスで製造された複数のCPUダイ(合計8個まで)と、14 nm I/Oダイを組み合わせる設計を採っている。これにより、ソケット当たり最大64個の物理コアと合計128個の計算スレッド(同時マルチスレッディング)をサポートすることができる。このアーキテクチャは、「プロコンシューマ」向けフラッグシッププロセッサであるThreadripper 3990Xのレイアウトとほぼ同じである[13]。Zen(14 nmマイクロアーキテクチャ、第1世代Ryzen)、Zen+(12 nmマイクロアーキテクチャ、第2世代Ryzen)に比べ、Zen 2はクロックあたりの命令実行数(IPC)が約15%向上している[要出典]。

特徴

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マルチチップ・モジュール・アプローチで設計された2つのZen 2プロセッサ。左のCPU(メインストリームのRyzen CPU)には小さく能力も低いI/Oダイと最大2つ(写真の例では1つ)のCCDが使われている。一方、右のCPU(ハイエンド・デスクトップ用Ryzen Threadripperとサーバ用EPYC CPU)にはより大きく能力も高いI/Oダイと8つのCCDが使われている。

Zen 2は、ZenやZen+に使われていたAMDの前世代Zenアーキテクチャの物理的設計パラダイムから大きく逸脱している。Zen 2は、CPUのI/Oコンポーネントが個別のダイにレイアウトされるような、チップレットとも呼ばれるマルチチップ・モジュール設計に移行している。その結果、スケーラビリティと製造コストが向上している。プロセス技術による物理的インターフェイスの縮小には限度があるため、I/Oコンポーネントを別のダイに分離することによってCPUダイより大きく、高性能にすることに成功している。このCPUダイ(AMDは「Core Complex Die」、CCDと呼んでいる)は、I/Oコンポーネントを別のダイに分離したためによりコンパクトになっているため、大きいダイと比べてより小さいプロセスルールで、欠陥品もより少なく製造できる。また、ダイが欠陥品となる確率はダイの大きさに比例するため、一つのウェハーからより多くのダイを切ることができる。加えて、中央のI/Oダイは複数のチップレットで共有できるため、多数のコアを持つプロセッサを設計することが容易になる[14][15][16]。

Zen 2マイクロアーキテクチャの簡単な図解

各CPUに8コアが搭載されているZen 2には、4コアの「コア・コンプレックス」(CCX)が2つずつ配置されている。これらのチップレットはTSMC製7 nm（英語版）MOSFET素子が使われており、大きさは74 - 80 mm2程である[15]。 このチップレットに約39億個のトランジスタが使われているのに対して、12 nmのIOD (I/Oダイ)には約125 mm2の大きさに20.9億個のトランジスタしか使われていない[17]。 L3キャッシュの大きさは、ZenやZen+が8 MiBであったのに比べ、8コアチップレットの各コアが16 MiBにアクセスできるため、32 MiBに倍増している[18]。実行単位の幅が128ビットから256ビットになっているため、AVX2の性能が大幅に向上している[19]。

I/Oダイには複数のバリエーションがあり、GlobalFoundriesの14 nm（英語版）プロセスのものや、同社の12 nm（英語版）プロセスのものがある。14 nmダイは多機能であり、EPYC Romeプロセッサに使われている一方、12 nm版はコンシューマ向けプロセッサに使われている[15]。どちらのプロセスも寸法が似ているため、トランジスタ密度もほぼ同じである[20]。

AMDのZen 2アーキテクチャはインテルのCascade Lakeマイクロアーキテクチャより低い消費電力でより高いパフォーマンスを実現できる。一例として、Intel Core i9-10980XE (TDP 165W)よりもAMD Ryzen Threadripper 3970X (TDP 140W、エコモード)の方が高いパフォーマンスを実現している[21]。

新機能

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  • 新命令の追加: WBNOINVD、CLWB、RDPID、RDPRU、MCOMMIT。各命令は自身のCPUID ビットを用いる[22][23]。
  • Spectre V4投機的ストアバイパス脆弱性に対するハードウェア的緩和[24]。
  • ゼロレイテンシメモリミラーリングの最適化 (文書化されていない)[25]。
  • TAGE分岐予測の導入
  • Opキャッシュを4096エントリへ増量
  • AGUパイプラインの追加
  • チップレットへの最適化

製品一覧

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デスクトップ向け

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Castle Peak
Castle Peak
ブランド 型番 CPU TDP
(W) 		対応メモリ
コア数
（スレッド数） 		クロック (GHz) キャッシュ (MB)
定格 ターボ L2 L3
Ryzen
Threadripper
PRO 		3995WX 64 (128) 2.7 4.2 32 256 280 DDR4-3200
3975WX 32 (64) 3.5 16 128
3955WX 16 (32) 3.9 4.3 8 64
3945WX 12 (24) 4.0 6
Castle Peak
ブランド 型番 CPU TDP
(W) 		対応メモリ
コア数
（スレッド数） 		クロック (GHz) キャッシュ (MB)
定格 ターボ L2 L3
Ryzen
Threadripper 		3990X 64 (128) 2.9 4.3 32 256 280 DDR4-3200
3970X 32 (64) 3.7 4.5 16 128
3960X 24 (48) 3.8 12
Matisse
Matisse
ブランド 型番 CPU TDP
(W) 		対応メモリ
コア数
（スレッド数） 		クロック (GHz) キャッシュ (MB)
定格 ターボ L2 L3
Ryzen 9 3950X 16 (32) 3.5 4.7 8 64 105 DDR4-3200
3900XT 12 (24) 3.8 6
3900X 4.6
3900 3.1 4.3 65
Ryzen 7 3800XT 8 (16) 3.9 4.7 4 32 105
3800X 4.5
3700X 3.6 4.4 65
Ryzen 5 3600XT 6 (12) 3.8 4.5 3 95
3600X 4.4
3600 3.6 4.2 65
3500X 6 (6) 4.1
3500 16
Ryzen 3 3300X 4 (8) 3.8 4.3 2
3100 3.6 3.9
Renoir
Renoir
ブランド 型番 CPU GPU TDP
(W) 		対応メモリ
コア数
（スレッド数） 		クロック (GHz) キャッシュ (MB) ブランド SP数 クロック
(MHz)
定格 ターボ L2 L3
Ryzen 7 4700G 8 (16) 3.6 4.4 4 8 Radeon
Graphics 		512 2100 65 DDR4-3200
4700GE 3.1 4.3 2000 35
Ryzen 5 4600G 6 (12) 3.7 4.2 3 448 1900 65
4600GE 3.3 35
4500 3.6 4.1 N/A 65
Ryzen 3 4300G 4 (8) 3.8 4.0 2 4 Radeon
Graphics 		384 1700
4300GE 3.5 35
4100 3.8 N/A 65

サーバー向け

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Rome
Rome
ブランド 型番 CPU TDP
(W) 		対応メモリ
コア数
（スレッド数） 		クロック (GHz) キャッシュ (MB)
定格 ターボ L2 L3
EPYC 7H12 64 (128) 2.6 3.3 32 256 280 DDR4-3200
7742 2.25 3.4 225
7662 2.0 3.3
7702 3.35 200
7702P
7642 48 (96) 2.3 3.3 24 225
7552 2.2 192 200
7532 32 (64) 2.4 16 256
7542 2.9 3.4 128 225
7502 2.5 3.35 180
7502P
7452 2.35 155
7F72 24 (48) 3.2 3.7 12 192 240
7402 2.8 3.35 128 180
7402P
7352 2.3 3.2 155
7F52 16 (32) 3.5 3.9 8 256 240
7302 3.0 3.3 128 155
7302P
7282 2.8 3.2 64 120
7272 12 (24) 2.9 6
7F32 8 (16) 3.7 3.9 4 128 180
7262 3.2 3.4 155
7252 3.1 3.2 64 120
7232P 32

モバイル向け

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Renoir
Renoir
ブランド 型番 CPU GPU TDP
(W) 		対応メモリ
コア数
（スレッド数） 		クロック (GHz) キャッシュ (MB) ブランド SP数 クロック
(MHz)
定格 ターボ L2 L3
Ryzen 9 4900H 8 (16) 3.3 4.4 4 8 Radeon
Graphics 		512 1750 45 DDR4-3200
LPDDR4-4266
4900HS 3.0 4.3 35
Ryzen 7 4980U 2.0 4.4 1950 15
4800H 2.9 4.2 448 1600 45
4800HS 35
4800U 1.8 512 1750 15
4700U 8 (8) 2.0 4.1 448 1600
Ryzen 5 4600H 6 (12) 3.0 4.0 3 384 1500 45
4600HS 35
4680U 2.2 448 15
4600U 2.1 384
4500U 6 (6) 2.3
Ryzen 3 4300U 4 (4) 2.7 3.7 2 4 320 1400
Lucienne
Lucienne
ブランド 型番 CPU GPU TDP
(W) 		対応メモリ
コア数
（スレッド数） 		クロック (GHz) キャッシュ (MB) ブランド SP数 クロック
(MHz)
定格 ターボ L2 L3
Ryzen 7 5700U 8 (16) 1.8 4.3 4 8 Radeon
Graphics 		512 1900 15 DDR4-3200
LPDDR4-4266
Ryzen 5 5500U 6 (12) 2.1 4.0 3 448 1800
Ryzen 3 5300U 4 (8) 2.6 3.8 2 4 384 1500
Mendocino
Mendocino
ブランド 型番 CPU GPU TDP
(W) 		対応メモリ
コア数
（スレッド数） 		クロック (GHz) キャッシュ (MB) 型番 SP数 クロック
(MHz)
定格 ターボ L2 L3
Ryzen 5 7520U 4 (8) 2.8 4.3 2 4 Radeon 610M 128 1900 15 LPDDR5-5500
Ryzen 3 7320U 2.4 4.1
Athlon
Gold 		7220U 2 (4) 3.7 1
Athlon
Silver 		7120U 2 (2) 3.5 2

組み込み向け

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Grey Hawk
Grey Hawk
ブランド 型番 CPU GPU TDP
(W) 		対応メモリ
コア数
（スレッド数） 		クロック (GHz) キャッシュ (MB) ブランド SP数 クロック
(MHz)
定格 ターボ L2 L3
Ryzen V2748 8 (16) 2.9 4.25 4 8 Radeon
Graphics 		448 1600 45 DDR4-3200
LPDDR4X-4266
V2718 1.7 4.15 15
V2A46 6 (12) 3.0 3.2 3 1500 45
V2546 3.95 384
V2516 2.1 15

その他

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Zen 2ベースのカスタムAPUの採用製品

ギャラリー

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  • AMD Ryzen 7 3700X
    AMD Ryzen 7 3700X
  • CPUパッケージから取り外されたメインストリームRyzen I/Oダイ
    CPUパッケージから取り外されたメインストリームRyzen I/Oダイ
  • EPYC I/Oダイ
    EPYC I/Oダイ
  • プロセッサパッケージから取り外されたCCD
    プロセッサパッケージから取り外されたCCD
  • キャリアなしのAMD EPYC 7702サーバ向けプロセッサ
    キャリアなしのAMD EPYC 7702サーバ向けプロセッサ
  • 殻割りしたAMD EPYC 7702。CCDが8つあることが分かる。はんだTIM (サーマル・インターフェース・マテリアル) が使用されている。Threadripperプロセッサも同様の構造をしている[26]。
    殻割りしたAMD EPYC 7702。CCDが8つあることが分かる。はんだTIM (サーマル・インターフェース・マテリアル) が使用されている。Threadripperプロセッサも同様の構造をしている[26]。

脚注

[編集]
[脚注の使い方]
  1. ^ Larabel, Michael (16 May 2017). “AMD Talks Up Vega Frontier Edition, Epyc, Zen 2, ThreadRipper”. Phoronix. https://www.phoronix.com/scan.php?page=news_item&px=AMD-Financial-Day-2017 16 May 2017閲覧。 
  2. ^ Cutress, Ian (20 June 2017). “AMD EPYC Launch Event Live Blog”. AnandTech. http://www.anandtech.com/show/11562/amd-epyc-launch-event-live-blog-starts-4pm-et- 21 June 2017閲覧。 
  3. ^ “COMPUTEX：AMD、12コア/24スレッドの「Ryzen 9 3900X」など第3世代Ryzen正式発表”. 2025年1月1日閲覧。
  4. ^ a b Cutress, Ian (9 January 2019). “AMD Ryzen third Gen 'Matisse' Coming Mid 2019: Eight Core Zen 2 with PCIe 4.0 on Desktop”. AnandTech. https://www.anandtech.com/show/13829/amd-ryzen-3rd-generation-zen-2-pcie-4-eight-core 15 January 2019閲覧。 
  5. ^ online, heise. “AMD Ryzen 3000: 12-Kernprozessoren für den Mainstream”. c't Magazin. 2020年11月6日閲覧。
  6. ^ a b Leather, Antony. “AMD Ryzen 9 3900X and Ryzen 7 3700X Review: Old Ryzen Owners Look Away Now” (英語). Forbes. 2019年9月19日閲覧。
  7. ^ “AMD Ryzen 3000 CPUs launching July 7 with up to 12 cores” (英語). PCGamesN. 2019年5月28日閲覧。
  8. ^ “2nd Gen AMD EPYC™ Processors Set New Standard for the Modern Datacenter with Record-Breaking Performance and Significant TCO Savings”. AMD (7 August 2019). 8 August 2019閲覧。
  9. ^ Hachman, Mark (9 January 2019). “AMD's CEO Lisa Su confirms ray tracing GPU development, hints at more 3rd-gen Ryzen cores”. https://www.pcworld.com/article/3332205/amd/amd-ceo-lisa-su-interview-ryzen-raytracing-radeon.html 15 January 2019閲覧。 
  10. ^ Curtress, Ian (26 May 2019). “AMD Ryzen 3000 Announced: Five CPUs, 12 Cores for $499, Up to 4.6 GHz, PCIe 4.0, Coming 7/7”. https://www.anandtech.com/show/14407/amd-ryzen-3000-announced-five-cpus-12-cores-for-499-up-to-46-ghz-pcie-40-coming-77.html 3 July 2019閲覧。 
  11. ^ Thomas, Bill (10 June 2019). “AMD announces the Ryzen 9 3950X, a 16-core mainstream processor”. https://www.techradar.com/uk/news/amd-announced-the-ryzen-9-3950x-a-16-core-mainstream-processor 3 July 2019閲覧。 
  12. ^ Alcorn, Paul (31 January 2018). “AMD Predicts Double-Digit Revenue Growth In 2018, Ramps Up GPU Production”. Tom's Hardware. http://www.tomshardware.com/news/amd-stock-financials-earnings-cpu,36430.html 31 January 2018閲覧。 
  13. ^ Shilov, Anton (6 November 2018). “AMD Unveils 'Chiplet' Design Approach: 7nm Zen 2 Cores Meet 14 nm I/O Die”. https://www.anandtech.com/show/13560/amd-unveils-chiplet-design-approach-7nm-zen-2-cores-meets-14-nm-io-die 
  14. ^ “AMD Unveils 'Chiplet' Design Approach: 7nm Zen 2 Cores Meet 14 nm I/O Die”. AnandTech (6 November 2018). 17 June 2019閲覧。
  15. ^ a b c “AMD Zen 2 Microarchitecture Analysis: Ryzen 3000 and EPYC Rome”. AnandTech. p. 1 (10 June 2019). 17 June 2019閲覧。
  16. ^ “AMD Rome Second Generation EPYC Review: 2x 64-core Benchmarked”. AnandTech (7 August 2019). 29 September 2019閲覧。
  17. ^ https://www.tomshardware.com/reviews/ryzen-9-3900x-7-3700x-review,6214.html
  18. ^ “AMD Zen 2 Microarchitecture Analysis: Ryzen 3000 and EPYC Rome”. AnandTech (10 June 2019). 17 June 2019閲覧。
  19. ^ “AMD Zen 2 Microarchitecture Analysis: Ryzen 3000 and EPYC Rome”. AnandTech (10 June 2019). 17 June 2019閲覧。
  20. ^ https://fuse.wikichip.org/news/1497/vlsi-2018-globalfoundries-12nm-leading-performance-12lp/
  21. ^ “AMD Ryzen Threadripper 3970X Is An Absolutely Efficient Monster CPU”. 2020年11月6日閲覧。
  22. ^ “AMD Zen 2 CPUs Come With A Few New Instructions - At Least WBNOINVD, CLWB, RDPID - Phoronix”. 2020年11月6日閲覧。
  23. ^ “GNU Binutils Adds Bits For AMD Zen 2's RDPRU + MCOMMIT Instructions - Phoronix”. www.phoronix.com. 2020年11月6日閲覧。
  24. ^ btarunr (12 June 2019). “AMD Zen 2 has Hardware Mitigation for Spectre V4”. https://www.techpowerup.com/256478/amd-zen-2-has-hardware-mitigation-for-spectre-v4 18 October 2019閲覧。 
  25. ^ “Surprising new feature in AMD Ryzen 3000”. Agner's CPU blog. 2020年11月6日閲覧。
  26. ^ https://wccftech.com/amd-ryzen-threadripper-3970x-3960x-delidding-direct-die-cooling-tested/

関連項目

[編集]
ウィキメディア・コモンズには、Zen 2に関連するカテゴリがあります。
スタブアイコン

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生産終了
x86以前
x86（x86-16、16ビット）
IA-32（x86-32、32ビット）
AMD64（x86-64、64ビット）
RISC
現行
ARMv8
AMD64
その他
マイクロ
アーキテクチャ
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