تعرف على التفاصيل الكاملة لمعمارية المعالج المركزي AMD Zen

بعد طول انتظار لصدور تفاصيل دقيقة عن معمارية الجيل القادم من المعالجات المركزية التي قد تجعل من شركة AMD تعود للمنافسة من جديد ضد المسيطرة حالياً على سوق المعالجات المركزية بنسبة كبيرة إنتل, دشنت AMD أهم التفاصيل عن معمارية Zen الجيل القادم التي تعد الاعبين بالحصول على تجربة ممتازة مع أجهزتهم المكتبية كما تعد بتقديم أداء حوسبي عالي مع السيرفرات.

سنتفق على بعض الأمور ونختلف على بعضها الأخر مما سوف يتم عرضه من تفاصيل في هذا المقال ونقصد هنا القوة التي سوف تمنحنا إياه تلك المعالجات لسبب أننا رأينا مؤخراً أداء أحد المعالجات المكتبية Zen وهي لا تبدو أنها قادرة على منافسة الجيل السادس, مع ذلك كلنا أمل أن تعود المنافسة وتكون الأرقام التي تذكرها AMD اليوم حقيقة ومبنية عن وقائع فعلية.

في بداية حدث AMD..ماذا استعرضت الشركة؟

انطلق حدث AMD في سان فرانسيسكو وبدأت AMD باستعراض لأخر ما قدمته على صعيد مختلف منتجاتها, فهي ذكرت في البداية أن ما تركز عليه 3 أمور وهي عالم الألعاب, تحسين المنصات المختلف وأخيراً تحسين مركز البيانات, فلا يخفى على أحد أن AMD فعلياً تساهم في تطوير عالم الألعاب والمنصات المختلفة نحو المزيد من التطور والقدرة, فهي اليوم قدمت تحسين إضافية لأجهزة الكونسول التي أصبحت قادرة مع جهاز الكونسول أكس بوكس وان S الجديد.

بجانب جهاز أكس بوكس PROJECT SCORPIO القادر على عرض دقة 4K بجانب دعم تجربة الواقع الافتراضي. ولا ننسى طبعاً جهاز الكونسول من سوني PS4 الذي أصبح اليوم ما يقارب 43 مليون جهاز مباع حول العالم قادر على تجربة الواقع الافتراضي بفضل النظارة التي تقدمها سوني لهم.

بجانب ما تعتبره AMD البطاقة الرسومية المغيرة لمفهوم عالم اللعب مع بطاقة RX 480 التي توفر لنا تجربة لعب الألعاب بدقة 1080 بكسل و 2K بجانب الواقع الافتراضي بسعر يبدأ من 200 دولار. هذا الأمر جعل من هذه البطاقة ورغم المنافسة خيار الكثير من المستخدمين. الى جانب سلسلة بطاقات PRO المخصصة للمهام الاحترافية كبطاقات تسريع لكل المهام التي تتطلب الحوسبة العالية المعتدمة على المعالج الرسومي, طبعاً هي بطاقات تأتي بحلة جديدة وتصميم مغاير. كما تطرقت AMD لما قدمته في هذا العام مع معالجات APU من الجيل السابع للأجهزة المحمولة التي قدمت أداء أفضل واستهلاك طاقة منخفض مع قوة رسومية أفضل.

ظهور معلومات وتوقعات أداء الجيل القادم من معالجات Zen

بعد كل ذلك الاستعراض أتى أخيراً ما يرغب الجميع بسماعه, أولى المعلومات الرسمية والتفاصيل المهمة عن معمارية Zen التي تعتقد AMD أنها ستغير من مفهوم المنافسة مع إنتل. ما أكدت عليه AMD مرة أخرى أن تصميم المعمارية يقدم تحسين هائل والأول من نوعه بنسبة تصل الى 40% بالنسبة لـ IPC مقارنة مع معمارية Excavator وهي تعني عدد التعليمات أو الاوامر التي أصبح المعالج قادر على معالجتها خلال النبضة الواحدة للتردد, وتلك علامة بارزة في زيادة أداء المعالج.

ضمن نفس الحدث استعرضت AMD المعالج المكتبي المسمى الأن “Summit Ridge” والقادم لنا مع ثمانية أنوية و 16 مسار الذي فاجأنا بأنه كان قادر كما تقول AMD على أن يتوفق على المعالج المركزي Intel Broadwell-E وهو معالج يأتي مع ثمانية انوية و 16 مسار. التفوق كما تقول AMD حصل أثناء تشغيله على برنامج التصيير  Blender متعدد المسارات, فالختبار تم لكلا المعالجين من خلال وضع المعالجين على نفس التردد وهو 3.0GHz.

قد نختلف مع AMD حول صحة هذه النتيجة لسبب أننا لم نرى بالضبط الأرقام فقط اكتفت AMD بذكر ذلك على شريحة العرض مع عرضها لصورة تؤكد الاختبار دون إمكانية رؤية فرق الأداء بينهما.

على العموم نأمل وبكل أمانة أن يحدث هناك منافسة بين أفضل معالجات إنتل وما لدى AMD من جديد مع  Zen لان ذلك يخدمنا نحن المستخدون من ناحية الأسعار بالإضافة من ناحية كثرة الخيارات التي ستصبح لدينا في الأسواق. معالج Summit Ridge سيكون قادم لنا بسوكيت جديد كلياً بإسم AM4 مع سلسلة شرائح جديدة ودعم لذاكرة DDR4 مع مميزات وتقنيات جديدة بالكامل.

كل ذلك يبشر بعودة روح المنافسة من جديد لمعالجات AMD لتنطلق مرة أخرى بمنافسة جديدة مع إنتل, لا نتوقع أن تستطيع AMD أن تنافس بشكل مباشر الجيل السادس, فالأمر ليس بهذه السهولة. لكن نتوقع قدرة المعالجات على تقديم أداء جيد جداً. السوكيت الجديد والمسمى AM4 سوف يحظى بمجموعة من الشرائح الجديدة التي لا يعرف بعد ماذا سيكون أسمها الرمزي. لكن الجيد والمتوقع بشكل أكيد هو دعمها لاحدث التقنيات الخاصة بالتخزين والاتصال. كما سيكون هذا السوكيت قادر على تشغيل معالجات Bristol Ridge APU على نفس السوكيت كما أكدت ذلك AMD ضمن الحدث.

سوكيت AM4 سوف يكون بنفس حجم سوكيت +AM3 لكنه سوف يحمل عدد دبابيس أكثر أي 1331 دبوس مقارنة مع 940 دبوس مع سوكيت +AM3. الأمر الثاني المثير للاهتمام هو ان شريحة اللوحة ستكون مدمجة كما يقال بشكل كامل مع المعالج المركزي! أي عدم الحاجة الى وضع شريحة منفصلة على اللوحة الأم.

باقي الامور سوف تكون تقليدية من ناحية توزيع عملية توصيل المنافذ والذواكر بالجسر الجنوبي والجسر الشمالي. اخيراً المنصة يتوقع لها أن تدعم ذاكرة DDR4 كما هو متوقع بوضعية dual-channel, مع منافذ PCI-Express gen 3.0.

وعلى الرغم من عدم ذكر المزيد من التفاصيل من جانب AMD عن عدد المعالجات التي ستطلق ولكننا نعلم من السابق التالي, سيكون هناك 4 معالجات مركزية من معمارية Zen اثنين يعملان بسوكيت AM4 وموجهان للاجهزة المكتبية, بينما الاثنين الاخرين سيعملان  بسوكيت SP3 وهما موجهين للسيرفرات.

بتفصيل أكثر المعالجان اللذان سيطلقان للاجهزة المكتبية واحد منهم سيكون بأربع انوية  مع 8 مسارات, وباستهلاك طاقة 65 واط مع ذاكرة L2 cache بحجم 2MB وذاكرة L3 cache بحجم 8MB, بينما الاخر سيكون بثمانية أنوية مع 16 مسار و باستهلاك طاقة 95 واط, مع ذاكرة L2 cache بحجم 4MB وذاكرة L3 cache بحجم 16MB. كلا المعالجين سيعملان بتردد 2.8GHz ومع Boost يعملان بتردد 3.2GHz. الجميل هو تأكيد أن المعالج ثماني الانوية وفي حالة الخمول يقوم بخفض تردد الى 550MHz ويستهلك في تلك المرحلة فقط 2.5 واط الى 5 واط! وهذا شيء رائع.

دخول قوي لمعالجات Zen نحو عالم السيرفرات

وقد أجرت AMD أيضاً أول عرض علني عام لمعالج السيرفر المستند على معمارية Zen بـ32 نواة و64 مسار، المسمى Naples حيث تم الاستعراض على سيرفر معالج ثنائي يشغل نظام تشغيل سيرفر ويندوز. حيث سيكون هناك معالجين الأول هو معالج مع 24 نواة ويعمل بتردد 2.75GHz مع استهلاك طاقة 150 واط وذاكرة L3 cache بحجم 64MB وذاكرة L2 cache بحجم 12MB , بينما المعالج الثاني فيأتي مع 32 نواة ويعمل بتردد 2.9GHz مع استهلاك طاقة 180 واط, وذاكرة L3 cache بحجم 64MB وذاكرة L2 cache بحجم 16MB.

وضمن هذه الفرحة الخاصة من قبل ليزا سو المدير التنفيذي لشركة AMD التي كانت تستعرض كل تلك النقاط, ذكرت بضعة كلمات قائلة "على مر السنوات الأربع الماضية كنا نجري استثمارات كبيرة لتطوير خارطة عمل المعالج المركزي عالية الأداء متعددة الأجيال التي ستشغل منتجاتنا الرائدة. يستمر تشوق العملاء حول Zen بالنمو حيث نجري تقدماً كبيراً نحو إطلاق منتجات جديدة ستجول من مركز البيانات وصولاً إلى حواسب الفئة العليا". 

أهم ما يميز نواة معالج Zen

تتميز نواة معالج Zen بتقدمات معمارية متعددة مصممة لزيادة الأداء، الإنتاجية، والكفاءة للمنتجات المستقبلية من AMD. حيث تستند Zen على تصميم ذكي يتميز بهرمية كاشيه جديدة، محسنة بالتالي من تعددية المسارات المتزامنة. فمن خلال شرائح العرض يتبين لنا أن AMD قامت بعمل جبار في تصميم نواة Zen حيث في البداية قامت بزيادة ما نسبة 75% من كفائة الحواسبة وبفضل تصميم instruction level parallelism الجديد فلقد سمح لنا بالحصول على أداء دراماتيكي من المسار الواحد ليكون خطوة إيجابية من ناحية الأداء العام خاصة أنها في التصاميم القديمة كانت تعاني من ضعف في تحسين أداء المسار الواحد.

كما خطت AMD خطوة ممتازة نحو الأمام فهي زادت من سعة الذاكرة المؤقتة L3 بحجم 8GB مع توصيلها مع الذاكرة المؤقته لأول مرة 512K L2 المعتمد على التصميم الجديد للذاكرة المؤقته وذلك ساعد بشكل واضح على زيادة 5 أضعاف عرض النطاق الترددي للذاكرة المؤقته! وضمن شرائح العرض نشاهد أن AMD استعرضت ما تطلق عليه تقنية AMD’s SMT وهي تقنية تسمح لنا بالحصول على نفس المميزات التي نشاهدها مع تقنية HyperThreading من إنتل.

أضف الى أن AMD حسنت من تصميم معامرية Zen عندما يأتي الأمر لسرعة الدخول للذاكرة, فالذاكرة المؤقتة L1 تعتبر خطوة كبيرة نحو الأمام في تقليل مدة الوقت التي تحتاج إليها للدخول الى الذاكرة.

ربما الأهم من وجهة نظر AMD بجانب كل ما ذكر هو انتقالها الى دقة 14nm FinFET  مع معالجات Zen التي تصنعها شركة اشباه الموصلات GlobalFoundaries, وسبب ذلك أنها سمحت لها بخفض مستوى استهلاك الطاقة وبنفس الوقت سمحت لها بتحقيق أداء أفضل.

فعلى الرغم من أن المعمارية بحد ذاتها قوية كما تبدو على الورق إلا أنها عند التصميم تحتاج الى ما يساعدها على النمو وإخراج ما بداخلها من قوة, وهذا يذكرنا ولو أن الامر مختلف عن المعالج الرسومي من معمارية فيرمي الذي عانا من دقة تصنيع 40nm التي أدت الى عدم خروج كامل قوة المعمارية في تلك الفترة وسببت ضعف عام بالأداء.

قبل أن تختم AMD شرائح العرض الخاصة بتصميم نواة Zen لفتنا شريحة عرض تشير أن AMD تعمل على +Zen وهو الجيل الأحدث من معمارية Zen ليعدنا بمعدل IPC أكبر لتوفير المزيد من الأداء العام...يبدو لنا أن عجلة قسم المعالجات المركزية انطلقت ولن تتوقف بعد الأن بعد توقف دام 5 سنوات. إذا هذه التطورات ستسمح بنواة Zen بأن ترتقي لتلبي احتياجات مجموعة واسعة من التطبيقات، تتضمن أنظمة مدمجة، متكاملة عديمة المراوح، حوسبة عالية الأداء و مراكز البيانات.

AMD تشغل معالج Zen مع ديمو Dues Ex Mankind Divided بدقة 4k!

ولاستعراض عضلاتها شغلت AMD احد معالجاتها Summit Ridge مع أحد بطاقات الرسومية وهي Radeon R9 Fury X لعرض ديمو Dues Ex Mankind Divided على دقة 4K وتم مشاهدة ان العرض يعمل بسلاسة تامة لكن للأسف لم يعرض معدل الإطارات التي كان يعمل عليها الديمو. أيضاً وما كان مثير لاهتمام أكثر بالنسبة لنا هو عرض ديمو لتجربة نظارة الواقع الافتراضي Oculus VR على معالج Summit Ridge و بطاقة RX 480 8GB مستخدمين منصة AM4. وفقاً للكثير كانت التجربة سلسلة وممتعة.

إذا التصميم متعدد الاستعمالات لمعمارية Zen يقدم أداء عالي الكفاءة وفقاً لشرائح العرض وهو ما ينبغي أن يقدم لنا زيادة في قدرات الحوسبة عبر جميع المجالات من حوسبة الأجهزة وصولاً إلى الخدمات السحابية. الأجهزة المكتبية ستحصل على معالجات Summit Ridge المستندة على معمارية Zen وستمعل على منصة جديد كلياً كما ذكرنا وهي AMD AM4 المتوافقة مع المعالجات المكتبية AMD A-Series  من الجيل السابع من أجل توفير أداء استثنائي.

https://www.youtube.com/watch?v=oQS8s7TOXsE

وفقاً لشركة AMD فإن الأنظمة المكتبية الأولى التي ستتميز بمعالجات AMD A-Series  و AMD AM4  الجديدة مقرر لها أن تشحن في النصف الثاني لعام 2016 مع حواسب مكتبية من قبل مصعني OEM. إذا نحن كمتابعين لهذا الشأن لا نستطيع سوى أن نقول أننا تفاجأنا بعرض AMD القوي رغم أننا كنا طمعين بمشاهدة أرقام أكثر لأداء تلك المعالجات الجديدة.مع ذلك نصفق لشركة AMD على ما قامت باستعراضه ونأمل رؤية تلك المعالجات بأقرب فرصة خاصة بالنسبة لمنصة AM4 الجديدة كلياً والقادمة لنا بأحدث حلول التخزين ومنافذ العرض وكل ما نحتاج إليه من تقنيات حديثة...شاركونا برأيك حول مواصفات وأولى نتائج أداء معالج Zen؟ هل انتم متحمسون له؟