2019-07-07
12 核心、全新 Zen 2 微架構
AMD Ryzen 9 3900X 處理器詳細測試
文: John Lam / 評測中心


AMD 向 Intel 投下 7nm 震撼彈 !! 全新 Zen 2 微架構、第 3 代 Ryzen 處理器正式登場,相較上代 Zen+ 微架構性能平均提升 15%、Cache 容量倍增,率先支援 PCIe 4.0 傳輸技術,優化 DDR4 記憶體控制器,加上 7nm 制程改進令時脈進一步提升,整體性能增長最高可達 21%。HKEPC 編輯部找來全新 AMD Ryzen 9 3900X 處理器,與同價位對手 Intel Core i9-9900K 作效能對比測試。



採用 TSMC 7nm 制程

 

Zen2

 

AMD 第 3 代 Ryzen 處理器除了針對微架構作出改良外,更採用了先進的 TSMC 7nm 制程技術, CCX 模組尺寸由 44mm² 縮減至 31mm²、相較上代 12nm 制程電晶體性能提升約 15~20%,令處理器的核心時脈可進一步提升,同時降低了處理器 V/f 曲線所需要的電流,在相同電壓下核心時脈提升 350MHz。

 

 

 

採用 Chiplet 多晶片設計

 

Zen2

AMD Zen 2 微架構採用 Chiplet 多晶片技術

 

AMD Zen 2 微架構不再採用 SoC 單晶片設計,將 CPU 核心 與 其他 I/O 單元分拆成 Chiplet 晶片,CCD 晶片採用 7nm 制程內建 2 個 CCX 模組, cIOD 晶片採用 12mm 制程內建 IMC 記憶體控制器及其他高速 I/O 介面功能,這樣的設計令 AMD 可以在有限的 Socket AM4 中提供更多 CPU 核心。

 

Zen2

▲ Zen 2 達成 16 核心配置僅需 273 mm²

 

舊有 12nm Zeppelin 晶片大小為 213mm²,其中 CCD 佔約 120mm² ,其他 I/O 與 IMC 記憶體控制器等佔約 93mm²,要達成 16 核心就要 2 顆完整的 Zeppelin 晶片佔 426mm²,多出來的 I/O 與 IMC 記憶體控制器將被屏蔽。全新 7nm CCD 晶片只有 74mm²,cIOD 晶片為 125mm²,要達成 16 核心只需 2 顆 CCD + 1 顆 cIOD 晶片, 晶片合共為 273mm²,全新 Chiplet 多晶片設計令 Zen 2 微架構在多核心組成上更具彈性。

 

 

 

封裝技術的工程挑戰

 

Zen2

▲ Zen 2 微架柿的 Layout 與 Routing 設計

 

要知道 Socket AM4 最初是為 4 核心單晶片而設計,即使不考慮到時脈及功耗部份,要將更多核心集成到封裝已經是一種挑戰,為了滿足新一代 16 核心多晶片設計,AMD 基本上要將整個 Socket AM4 的 IP Block 重新設計,將封裝底層增至 12 層 Substrate,更要平衡晶片散熱、優化記憶體佈局並滿足 PCIe 4.0 更嚴格的容差,在不影響其他佈線干擾下為訊號提供最佳路徑。

 

Zen2

 

全新 7nm 制程相較 12nm 的突點為間距更精細,由 150µm 進一步縮減至 130µm,聽起來並不是很多但其實全球只有 2 間封裝廠有足夠技術做到, AMD 在 7nm 晶片中加入銅柱焊點工藝,在傳統焊點技術下實現更精細的焊點,同時更用作調整不同制程的高度差異。

 

分享到:
發表評論