Det har gått 2,5 år sedan media senast fick chansen att träffa AMD. Då var det i Austin, Texas, för att ta del av Ryzen 4000-serien för bärbara datorer med arkitekturen Zen 2. Mycket har hänt sedan dess. När SweClockers nu åter är på plats är det dags att ta del av AMD:s nästa stora teknikkliv – arkitekturen Zen 4 – som bjuder på en kavalkad av nyheter.

Först ut med Zen 4 är Ryzen 7000-serien "Raphael", som kanske är familjen med flest nyheter sedan resan med Zen började våren 2017. Först och främst tar AMD klivet ned till TSMC:s 5 nanometer, för högre energieffektivitet och prestanda som följd. Efter sex år i tjänst ersätts sockel AM4 av AM5 med fler kontaktstift – ett måste när AMD nu följer i Intels fotspår med stöd för PCI Express 5.0 och DDR5.

Specifikationer: AMD Ryzen 9 7950X, 9 7900X, 7 7700X och 5 7600X

Ryzen 9 7950X

Ryzen 9 7900X

Ryzen 7 7700X

Ryzen 5 7600X

Familj

Raphael

Raphael

Raphael

Raphael

Arkitektur

Zen 4

Zen 4

Zen 4

Zen 4

Teknik

TSMC 5 nm

TSMC 5 nm

TSMC 5 nm

TSMC 5 nm

Kärnor

16 st.

12 st.

8 st.

6 st.

Simultaneous
Multithreading

Ja (32 trådar)

Ja (24 trådar)

Ja (16 trådar)

Ja (12 trådar)

Basfrekvens

4,5 GHz

4,7 GHz

4,5 GHz

4,7 GHz

Turbofrekvens

5,7 GHz

5,6 GHz

5,4 GHz

5,3 GHz

L2-cache

16 × 1 MB

12 × 1 MB

8 × 1 MB

6 × 1 MB

L3-cache

64 MB

64 MB

32 MB

32 MB

Integrerad grafik

Ja (RDNA 2)

Ja (RDNA 2)

Ja (RDNA 2)

Ja (RDNA 2)

Minnesstöd

DDR5-5200

DDR5-5200

DDR5-5200

DDR5-5200

Upplåst

Ja

Ja

Ja

Ja

Sockel

AM5

AM5

AM5

AM5

PCI Express

v5.0

v5.0

v5.0

v5.0

TDP

170 W

170 W

105 W

105 W

Pris vid lansering

699 USD

549 USD

399 USD

299 USD

Lansering

27 september

27 september

27 september

27 september

Likt Ryzen 5000-serien introduceras den nya processorfamiljen med fyra modeller: En med 16 kärnor, en med 12, en med 8 och en med 6. I toppen återfinns Ryzen 9 7950X med en maximal klockfrekvens om 5,7 GHz – hela 800 MHz över föregångaren 9 5950X – och basfrekvensen tar ett rejält kliv upp till 4,5 GHz, jämfört mot föregångarens 3,4 GHz. Liknande frekvenskliv kan även skönjas med syskonmodellerna 9 7900X, 7 7700X och 5 7600X.

Ryzen 7000 lineup.jpg
Ryzen 7000 boxes.jpg

En stor nyhet är också att en integrerad grafikdel blir standard i alla processorer. AMD delger i skrivande stund inga närmare detaljer, men säger i alla fall att den blir betydligt mindre dimensionerad än i tidigare processorer med integrerad grafik. Rykten har talat om en enda beräkningsenhet (CU) av arkitekturen RDNA 2. Syftet är med andra ord inte att ge spelprestanda värd namnet, utan att ge bild till flera högupplösta skärmar samt hårdvaruacceleration av multimedia och videosamtal.

Ny tillverkningsteknik och högre klockfrekvenser sällskapas av att Zen 4 exekverar 13 procent fler instruktioner per klockcykel (IPC). Detta är ett snitt AMD tagit fram utifrån en stor bredd av applikationer, vilket innebär att förbättringarna är mindre i vissa scenarion och högre i andra. Tillsammans med de högre klockfrekvenserna innebär detta en rejäl förbättring i enkeltrådad prestanda, och här talar AMD om ett snittvärde på 29 procent för Ryzen 9 7950X jämfört med föregångaren 9 5950X.

Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-27.jpg
Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-25.jpg
Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-26.jpg
Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-30.jpg
Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-13.jpg

När det kommer till flertrådad prestanda utlovar AMD en ännu större förbättring om cirka 40 procent. Anledningen till detta är att AMD skruvat upp TDP-värdet rejält till hela 170 W, vilket i praktiken innebär att de 16- och 12-kärniga modellerna har större utrymme att sträcka på benen. När det kommer till tidigare 16- och 12-kärniga processorer hålls de tillbaka av det betydligt lägre TDP-värdet 105 W, vilket medför förhållandevis låga klockfrekvenser när alla kärnor och exekveringstrådar sätts i arbete.

Med arkitekturen Zen 4 tillkommer stöd för instruktionsuppsättningen AVX-512, med vilken det är möjligt att öka prestandan rejält vid vissa flyttalsoperationer. Den här instruktionsuppsättningen har sedan några år funnits hos vissa Intel-processorer. Synonymt med AVX-512-laster hos Intels processorer är skyhög strömförbrukning och riktigt låga klockfrekvenser när en flyttalsenhet med 512-bitars bredd använts.

Här väljer AMD en annan väg, vilken de menar ska göra deras implementation av AVX-512 mer energieffektiv samtidigt som de kan hålla klockfrekvenserna uppe. Istället för att göra en massiv flyttalsenhet stannar de kvar vid en bredd om 256 bitar, som sedan "dubbelpumpas" (eng. double-pump). En annan fördel är att kretsytan blir mindre. En ofrånkomlig nackdel är dock att prestandan inte blir densamma som om AMD hade implementerat en 512-bitars flyttalsenhet, även om denna behövt skruva ned klockfrekvenserna för att hålla strömförbrukningen i schack.

För att uppnå en genomsnittlig IPC-ökning om 13 procent har AMD gjort flera förbättringar sedan Zen 3. Den enskilt största är en ny front-end och branch prediction-enhet, där den senares jobb är att "gissa" nästa instruktion för att öka prestandan. Arkitekturens Load/Store är förbättrad, det lilla och snabba Op Cache-minnet är 50 procent större och för första gången sedan introduktionen av Zen (1) dubbleras L2-cacheminnet, från 512 KB till 1 MB.

Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-31.jpg
Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-28.jpg
Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-32.jpg
Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-33.jpg
Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-34.jpg

En lika viktig del som själva arkitekturen är övergången till TSMC:s 5-nanometersteknik (N5), som är bolagets fjärde generation med FinFET-transistorer. Här talar AMD om ett djupt samarbete med TSMC, ett uttalande som följs av givna plattityder som snabbare, mindre, mer energieffektiva och högre presterande transistorer. Helt enkelt förbättringar av de tre grundpelarna som industrin ständigt jagar med nya tillverkningstekniker – Power, Performance, Area (PPA).

Genom den nya tillverkningstekniken är en chiplet med 8 kärnor och cacheminne 18 procent mindre än de som använts i tidigare Zen 3-processorer. Då dessa är knappt 84 mm² stora bör en ny chiplet med Zen 4 ligga på cirka 68 mm². AMD slår sig även på bröstet med en jämförelse mot Intels senaste processorfamilj, Core 12000-serien, med arkitekturen Golden Cove. En enskild Golden Cove-kärna med L2-cacheminne är 7,46 mm², nästan dubbelt så stort som 3,84 mm² för Zen 4. Här ska också nämnas att AMD använder en betydligt nyare och mer transistortät tillverkningsteknik, som Intel inte kommer kunna matcha förrän mot slutet av 2023 när de introducerar "Meteor Lake" tillverkad på tekniken Intel 4.

Ryzen 7000 chiplet.jpg
Socket Closeup.jpg

AMD:s sockel AM4 har sex år i tjänst med oftast god bakåtkompatibilitet, men har nu passerat bäst-före-datum. För att möjliggöra för stöd för DDR5 och PCI Express 5.0 behövs fler kontaktstift och svaret på detta är AM5, som ökar antalet stift från 1 331 till 1 718 stycken. Mellan raderna antyds också att sockeln är framtidssäkrad för PCI Express 6.0.

Även om AMD nu bryter allt vad bakåtkompatibilitet heter på processorsidan har de i alla fall sett till att samtliga AM4-kylare kan användas med sockel AM5. Den som vurmar kompatibilitet över generationer kan glädjas åt att AMD planerar använda sockel AM5 till åtminstone 2025, med stark betoning på åtminstone. Med andra ord kommer den framtida arkitekturen Zen 5 nyttja samma sockel.

Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-37.jpg
Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-38.jpg
Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-39.jpg
Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-41.jpg
Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-48.jpg

Med en ny sockel kommer nya styrkretsar och här handlar det om fyra olika modellnamn. I toppen återfinns X670 Extreme och X670, och för lägre prisklasser återfinns B650 Extreme och B650. AMD går inte in på några närmare detaljer om kvartetten, förutom att det enda som skiljer Extreme-varianterna från sina syskon är stöd för SSD-lagring via PCI Express 5.0. Fler detaljer är att vänta närmare lansering.

På minnessidan tar AMD det välbehövliga klivet från DDR4, som enligt JEDEC-standarden toppar vid en effektiv klockfrekvens om 3 200 MHz. När AMD går över till DDR5 hoppar de över den lägsta nivån 4 800 MHz och går direkt på 5 200 MHz för officiellt stöd. Med processorernas 128-bitars minnesbuss medför detta en 62,5-procentig ökning i bandbredd, från 51,2 till 83,2 GB/s.

Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-43.jpg
Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-54.jpg
Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-44.jpg
Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-47.jpg
Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-42.jpg

Vidare på minnesfronten introduceras AMD EXPO Technology, vilken är bolagets svar på Intel Extreme Memory Profile (XMP). Det handlar om att minnesmoduler kan levereras med från fabrik förinställda överklockningsprofiler. Till skillnad från tidigare försök att kontra Intels XMP menar AMD att de har brett stöd från tillverkare, som sammantaget kommer släppa 15 minneskit redan på lanseringsdagen av Ryzen 7000.

Att AMD till skillnad från Intel helt frångår kompatibilitet med DDR4 medför ett rätt saftigt prispåslag för den som vill bygga en dator med Ryzen 7000. Något som däremot inte bidrar till större prislappar är själva processorerna, som rykten till trots landar på snarlika rekommenderade nivåer som när Ryzen 5000-serien debuterade. Toppmodellen Ryzen 9 7950X är 50 USD billigare än föregångaren, medan de snäppet enklare matchar de äldre modellerna. Det återstår att se vilka svenska priser som står på menyn.

Primärminnesprisernas påslag medges dock av AMD, som samtidigt ger en prognos om framtiden. Till årsskiftet räknar de med att DDR5 ska ha närmat sig DDR4 betydligt prismässigt per gigabyte (GB), och att DDR5 rentutav kan vara billigare än DDR4 i mitten av år 2023. Detta till följd av att minnestillverkarna kommer producera allt fler DDR5-minneskretsar och så sakteligen börja skala ned produktionen av DDR4.

AMD stannar inte vid att prata om Ryzen 7000 utan levererar även nyheter om saker som komma skall. På konsumentsidan kommer AMD i framtiden leverera Zen 4-processorer med 3D V-Cache, något många entusiaster hoppats på. De är även i full gång att arbeta med nästa generations processorer för bärbara datorer – kodnamn "Phoenix".

Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-34.jpg
Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-5.jpg

I en nära framtid lanserar AMD även den serverorienterade processorfamiljen "Genoa" med upp till 96 kärnor av arkitekturen Zen 4. Denna följs under året upp av "Bergamo" med upp till 128 kärnor, särskild skräddarsydd för datacenter som verkar i "molnet". Arkitekturen i fråga för Bergamo är Zen 4C som sett till kretsyta är hälften så stor som Zen 4, men med bibehållen funktionalitet. Det här kan sannolikt tillskrivas användning av högdensitetsbibliotek, där maximal prestanda (klockfrekvens) får stryka på foten till förmån för högre transistordensitet. Arkitekturen Zen 4 ska även tillverkas på 4 nanometer, en förfinad variant av 5 nanometer, vilket sannolikt också är en bidragande faktor för att kunna krympa Zen 4 till Zen 4C.

Nästa stora arkitektur stavas Zen 5 och denna ska lanseras 2024. Tillverkning ska ske på både 4 nanometer och 3 nanometer, där den senare innebär en riktig övergång till en ny tillverkningsteknik. Här talar AMD:s teknikorakel Mark Papermaster om en "helt ny" arkitektur, något som i realiteten aldrig är fallet då arkitekturer från de flesta företagen är vidareutvecklingar av sina föregångare. Det kan i alla fall tolkas som att stora förändringar jämfört med Zen 4 är att vänta.

Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-51.jpg
Ryzen 7000 Tech Day - Keynote-49.jpg

AMD bjuder med dagens tillkännagivande på många detaljer, men utelämnar desto fler. Den som vill veta mer behöver inte vänta länge – säljstart för Ryzen 7000 är den 27 september.