La microarquitectura Zen 3 de los Ryzen 5000 de AMD, explicada: así es como estas CPU quieren asaltar los PC de sobremesa

AMD ha estado a la altura de las expectativas. Lisa Su, la directora general de la compañía, prometió hace varios meses que durante el otoño llegarían sus nuevos procesadores con microarquitectura Zen 3, y hace unas horas ha confirmado que, efectivamente, los primeros Ryzen 5000 llegarán a las tiendas el próximo 5 de noviembre.

No obstante, eso no ha sido todo. Como esperábamos, durante la presentación de los nuevos chips los portavoces de la compañía han dado a conocer las principales características de la microarquitectura Zen 3, y, sobre el papel y a falta de probar alguno de los nuevos procesadores a fondo, pinta bien. Y lo hace porque ataca aquellos frentes que tienen un impacto directo en el rendimiento por núcleo y el consumo, pero sin perder de vista su competitividad con los juegos.


Zen 3: estas son las bazas de la nueva microarquitectura

Según AMD, Zen 3 da una zancada frente a lo que nos ofrece Zen 2. Y sí, en teoría debe hacerlo, algo que por otro lado es lo que cabe esperar de una nueva microarquitectura. Durante la presentación de los Ryzen 5000 Lisa Su y los ingenieros que han participado en ella han hecho hincapié en su esfuerzo por incrementar el rendimiento/vatio de estos chips y la productividad por núcleo, dos mejoras que, si se confirman cuando los probemos, colocarán a estos procesadores en una posición cómoda. Estas son las bazas de los nuevos Ryzen 5000, según AMD:

  • La frecuencia de reloj máxima de las nuevas CPU será más alta que en los chips Zen 2
  • Ejecutarán más instrucciones por ciclo de reloj
  • El núcleo de los chips Zen 3 ha sido reorganizado para incrementar su rendimiento y su eficiencia
  • La memoria caché compartida de nivel 3 utiliza una nueva topología unificada
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El aumento de la frecuencia de reloj máxima y el incremento del IPC tienen un impacto directo en las prestaciones de un procesador, pero hay otros frentes que una nueva microarquitectura también debe atacar. Y, por lo que ha explicado AMD, Zen 3 lo hace.

Según AMD, las mejoras que ha introducido en Zen 3 marcan la diferencia con los juegos. Es evidente que quiere superar a Intel en un terreno en el que esta ha mandado durante las últimas generaciones de CPU

Las unidades de ejecución ahora son más «anchas», el algoritmo de predicción de bifurcaciones del código es más preciso, y la latencia derivada del acceso de los núcleos a la caché de nivel 3 es más baja. Estas mejoras deberían tener un impacto tangible en cualquier escenario de uso, pero, en teoría, darán lo mejor de sí mismas con los juegos. Lo comprobaremos tan pronto como una de las nuevas CPU caiga en nuestras manos.

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Un rendimiento por vatio, y por núcleo, sensiblemente mayor que el de Zen 2

La diapositiva que podéis ver debajo de este párrafo describe las áreas en las que Zen 3 implementa mejoras sensibles frente a Zen 2. Y no son pocas. Además de optimizar el algoritmo de predicción de bifurcaciones los ingenieros de AMD han afinado la precarga de datos en la caché, el motor de ejecución de las instrucciones, la administración de la caché de microoperaciones, el front end, y, por último, la carga y el almacenamiento de datos e instrucciones.

La microarquitectura Zen 3 introduce mejoras en la precarga de datos en la caché, el motor de ejecución y el ‘front end’, entre otros componentes esenciales de la CPU

Un apunte interesante: el front end tiene una responsabilidad diferente a la del back end o motor de ejecución. A muy grandes rasgos y sin entrar en detalles complicados, este último se encarga de ejecutar las instrucciones, mientras que el front end se responsabiliza de recoger las instrucciones desde la memoria principal o la caché, y de decodificarlas para que posteriormente puedan ser procesadas por el motor de ejecución.

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En la siguiente diapositiva podemos ver la nueva caché de nivel 3 unificada de los procesadores con microarquitectura Zen 3. En Zen 2 cuatro núcleos acceden a una caché de nivel 3 de 16 Mbytes, y los otros cuatro a otra caché de idénticas características. Sin embargo, en Zen 3 los ocho núcleos acceden a un mismo espacio de caché de nivel 3 con una capacidad de 32 Mbytes.

Esta nueva estrategia permite que cada núcleo tenga acceso a toda la caché L3, lo que, en teoría, debería reducir el número de fallos de caché. Además, según AMD esta nueva arquitectura de caché reduce la latencia efectiva, una mejora que debería tener un impacto tangible y beneficioso en la ejecución de aplicaciones que imponen un estrés importante a la CPU, como los juegos o las herramientas de creación de contenidos.

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La siguiente imagen nos anticipa el incremento del rendimiento por vatio que podemos esperar de los nuevos procesadores Ryzen 5000 frente a los chips con microarquitectura Zen 2. A pesar de que comparten la misma fotolitografía de 7 nm, los procesadores Zen 3 multiplican por 2,4 veces el rendimiento/vatio de la primera generación de microprocesadores Ryzen, mientras que los chips Zen 2 lo duplican. De nuevo, la mejora que introducen los nuevos procesadores es sensible, aunque no sorprendente.

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El futuro de AMD pasa por los 5 nm

Como acabamos de ver, los nuevos procesadores Ryzen 5000 con microarquitectura Zen 3 utilizan la misma fotolitografía de 7 nm usada por AMD en los chips Zen 2. Aun así, las mejoras introducidas en la nueva microarquitectura tienen la entidad suficiente para que, sobre el papel, los nuevos procesadores aventajen con claridad a sus predecesores. Esperamos tener la oportunidad de comprobarlo pronto. Un último apunte: AMD ha confirmado que sus próximos chips Ryzen con microarquitectura Zen 4 apostarán por la tecnología de integración de 5 nm. Tomamos buena nota de esta promesa.

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La microarquitectura Zen 3 de los Ryzen 5000 de AMD, explicada: así es como estas CPU quieren asaltar los PC de sobremesa

fue publicada originalmente en

Xataka

por
Juan Carlos López

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