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    AMD 锐龙 5000 系列台式处理器的组成原理

    在谈AMD 锐龙 5000系列台式机处理器之前,我们需要先弄清楚一些词汇。比如:我们在说AMD的锐龙处理器的时候经常会说CCD、CCX这两个词。经常深入探索AMD产品的小伙伴可能会了解这两个词,但是对于绝大部分小伙伴来说都是不清楚的。

    (AMD Zen内核)

    CCX是CPU Complex的简写,它是AMD Zen架构的最基本组成单元每个CCX整合了四个Zen内核,每个核心都有独立的L1与L2缓存,核心内部拥有完整的计算单元不再像此前的推土机架构共享浮点单元,这四个核心将共享L3缓存,每个核心都可以选择性的附加SMT超线程,另外CCX内部的核心是可以单独关闭的。


    基于Zen架构的产品中可以存在多个CCX其实非APU的产品内部都有两个CCX即使是锐龙5 1500X这样的四核处理器也是由两个CCX所组成的,而锐龙5 2400G这样的APU和所有的AMD移动处理器 内部都只有一个CCXCCX之间使用高速Infinity Fabric进行通信,这种模块化设计允许AMD根据需求扩展核心、线程和缓存数量,针对消费客户,服务器和HPC市场推出不同的产品。

    CCD其实是Core Chiplet Die的缩写,是伴随最新的Zen 2架构处理器所诞生的缩写。Zen 2架构处理器不是一个封装在一起的大核心,而是被分为了CCD核心以及I/O核心两个部分,其中CCD核心是单纯的计算核心,里面包含两个CCX,也就是每个CCD是8核16线程的,而内存、PCI-E、USB以及SATA控制器都被整合到I/O核心里面,而这些核心会被一同封装进一颗锐龙3000系列处理器里面。


    CCD核心以及I/O核心之间采用第二代Infinity Fabric总线连接,它在扩展性、延迟和能效方面都有所提升,总线位宽从256-bit翻倍到512-bit,单位功耗降低了27%之多。AM4平台上所用的I/O核心最多可与两个CCD相连,也就是最多16核,而TR4平台上所用的I/O核心是可连接8个CCD的,所以最多可达64核。

    把计算核心和I/O核心分开这样的设计其实有点像以前的南北桥设计,CPU只负责计算,而通信都交给北桥,而南桥则是北桥的一个手下,只不过AMD现在是把CPU和北桥封装到一块PCB上罢了。当然这样的设计必然会增大延迟,这样的结构并不利于CPU核心与内存控制器之间的数据交换,即便在是同一块PCB上,其内存延迟相比整合到CPU核心内部是要更高一些的,而且我们也可以看到,如果是对应8核以上产品,那么两个CCD之间想要交换数据,那么也得通过I/O核心上的Data Fabric总线进行,这也不是一个有利于提升CPU性能的设计。


    所以AMD怎大了Zen 2架构内的L3缓存,与上代相比直接翻了一倍,并且使用了新的指令预测机制,延迟的问题其实很大程度上已经得到了解决。


    讲完了CCD、CCX锐龙Zen2架构的设计,我们再来通过视频看下从Zen2 到Zen3的改变以及AMD 锐龙 5000系列台式机处理器组成原理。


    视频连接:

    https://player.youku.com/embed/XNDk0MzY3NzUwNA?client_id=3ed70e6325410a74&autoplay=false


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