十年来最大动作 AMD推Zen架构芯片挑战英特尔

AMD公司负责Zen项目的高级研究员和设计工程师迈克尔·克拉克（Michael Clark）在周二举办的加州Hot Chips conference会议上介绍了关于Zen芯片的更多细节。如果AMD能够真正实现Zen芯片的设计性能，那么无疑其将打入英特尔微处理器业务的核心地带，该业务市值高达数十亿美元。

市场研究机构Moor Insights & Strategy分析师帕特里克·摩尔海德（Patrick Moorhead）指出，“所有这一切听起来都是难以置信的积极。我认为AMD将借Zen芯片在处理器市场处于更有利的地位。从这个角度看，Zen芯片是AMD十年来我所见过的最有影响力的事情。”

上周，苏姿丰以及AMD首席技术官马克派普马斯特（Mark Papermaster）指出目前Zen架构的“突破性性能”可以匹敌英特尔速度最快的10纳米Broadwell-E处理器。在其性能测试中，基于Zen架构的芯片性能可以与Broadwell并驾齐驱。此外AMD称，随着时间推移，该系列芯片将应用于新型超薄笔记本电脑、高端游戏电脑以及数据中心服务器。Zen是数百位AMD工程师共同研发的成果。也是AMD调整方向专注于正确产品的表现。

据悉，基于Zen架构的芯片分为8核（16线程）的Summit Ridge台式机处理器芯片以及32核（64线程）的Naples服务器处理器芯片。其中Summit Ridge台式机处理器芯片预计在今年第四季度上市，而后者将于明年上半年亮相。而笔记本电脑处理器芯片将于2017年下半年上市。但Gartner的分析师马丁雷诺兹指出，这给了英特尔大量的追赶时间。其对AMD最新产品仍持谨慎态度。

上周雷诺兹在接受采访时指出，“他们真的需要产品化。很显然，我们不得不等待最终产品的出现。他们需要解决的是对现有架构的不断完善。目前还没有足够信息得知AMD可以战胜英特尔。”

而英特尔将于明年发布其第七代Core处理器。同时也大力研发新型Xeon Phi系列芯片，其也将在2017年上市。由于英特尔在新型制造工艺方面有自己的生产线，远远优于AMD，因此其在处理器业务方面具有天生优势。但AMD依旧相当乐观。

克拉克指出，“我们知道我们将于英特尔竞争。”

AMD将与芯片厂商GlobalFoundries合作生产该系列芯片。GlobalFoundries采用的是14纳米的FinFET制造工艺，其芯片制造功效以及性能都有大幅改进。这种FinFET制造技术使得AMD有机会与英特尔直接竞争。

克拉克同时指出，AMD成功地使得Zen处理器的核心每时钟周期指令性能提升高达40%。这意味着3GHZ的Zen芯片处理速度要比同样频率的处理器芯片快1.4倍。佩珀马斯特称这对处理器性能的改进是具有“里程碑式的意义”。他指出Zen架构设计清晰，在研发中很大一部分精力用在如何有效降低功耗上。

佩珀马斯特指出，“我们的团队从一开始就将提高能效作为重点。细到针对每个运算周期都要有低能耗。”

而克拉克也表示，“从研发芯片架构的第一天，我们就创建了一个能效团队。将每运算周期的性能提升40％，同时保持一定能耗，这需要大量的工作。”

其具体设计改进包括新的缓存层次结构、分支预测改进以及多线程。这些改进使得AMD的芯片能够更快获取数据，并预测哪种数据将被使用，同时在同一时间处理多个指令。此外AMD自有技术可以让不参与运算的芯片单元关闭能耗。

克拉克指出，“在设计过程中，我们可以通过跟踪工具监控芯片能耗。我们可以平衡性能发挥与能耗大小。在研发中，你可以清楚看到出现错误的为之，以及相关架构失去平衡。我们拥有一批有效趁手的工具。”

长期以来，能耗是困扰英特尔X86芯片架构的突出问题。X86架构包含可变长度指令，因此处理器很难同时处理多个指令，这导致处理序列相当长，从而增加了能耗。克拉克指出，相比之下，AMD的芯片架构可以通过分支预测技术预测将要处理的数据和指令。当然，当前大多数处理器芯片都可以进行分支预测，但AMD在保持处理器高速以及高效运行方面注入了双倍的精力。

其中的微指令缓存使得处理器能够记忆之前指令，这意味着AMD芯片在下一个时间周期内更快处理。而高速缓存意味着处理单元在等待数据获取的时间不会保持空闲状态。AMD的Zen架构芯片每个周期可以分为6个微指令。

此外，克拉克补充称，Zen并不是新型架构研发的终点，有更多的新产品正在研发当中。

克拉克指出，“Zen是研发路上的第一站，而我们将继续发展X86芯片性能。AMD又回来了。”（晗冰）