AMD Ryzen 5 2400Gレビュー：ZenとVegaの出会い

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ゼン、ベガに会う

Zenデザインに関する記事をまだご覧になっていない方は、「Everything Zen: AMD Presents New Microarchitecture At HotChips」をご覧ください。本日のレビューではそこまで深く掘り下げるつもりはありませんが、Raven Ridgeダイの動作をより深く理解するためには、Ryzenを有名にしたZeppelinシリコンについて簡単に触れておく必要があります。

Zenマイクロアーキテクチャは、4コアのCCXビルディングブロックを中心としています。AMDは各CCXを4つのスライスに分割した8MBのL3キャッシュで補完しています。2つのCCX（緑色で囲んだ1つ）が組み合わさって、8コアのZeppelinダイを構成します。これまでのRyzenデスクトッププロセッサは、アクティブコアの数に関わらず、同じ基本設計を採用していました。

CCXは、HyperTransportの最適化バージョンであるAMDのInfinity Fabricを介して相互通信し、バスを介してメモリコントローラを共有します。これは基本的に、ノースブリッジとPCIeトラフィックも処理するオンダイインターコネクトを介して2つのクアッドコアCPUが相互通信することを意味します。

Raven Ridgeは、基本的に2つ目のCCXをグラフィックスエンジンに置き換えます。ダイは1つのCCX、Vega Graphics、そしてアンコアに分割されます。アンコアには、Infinityコントローラー、Infinity Fabric、I/Oおよびシステムハブが含まれます。Zeppelinは213mm ²の面積に48億個のトランジスタを搭載していますが、Raven Ridgeのダイは49.4億個のトランジスタを搭載し、面積は209.8mm ²です。

従来のRyzen製品とは異なり、4つの実行コアすべてが単一のCCX（上記画像の左側のオレンジ色のブロック）に存在します。つまり、複数のコアで実行されるアプリケーションは、他のコアやキャッシュと通信するためにInfinity Fabricを通過する必要がありません。過去のテストから、Infinity Fabricを介して複数の「リモート」コア（およびキャッシュ）で動作させると、ゲームなどのレイテンシに敏感なアプリケーションのパフォーマンスに悪影響を与える可能性があることが分かっています。Raven Ridgeの単一のCCXは、そのような状況においてより優れた性能を発揮するはずです。

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4コアCCXは緑の枠で囲みました。AMDのZeppelinダイと同様に、Raven Ridge CCXの中央にはL3キャッシュが垂直に並んでいます。もちろん、Zeppelin CCXは中央に4列のL3キャッシュユニットを備えており、合計8MBの容量があります。Raven Ridge CCXは2列のみで、4MBです。つまり、Raven RidgeのL3キャッシュ容量は、恣意的な制約や市場セグメンテーションの結果ではなく、アーキテクチャ設計上の選択によるものです。

Raven Ridgeの左上隅にあるオレンジ色のブロックには、相互接続回路と制御ユニットが収められています。これはZeppelinでも同じ場所にあります。しかし、周辺にあるDDR4メモリコントローラとプラットフォームI/O回路は別の場所に移動しています。このダイのレイアウトを完璧にするために、間違いなく作業が行われたようです。コア自体は同じように見えますが、CCXの設計は新しくなっています。 

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Raven Ridgeプロセッサは、CPUコアとオンダイVega CU（右側の青いブロック）を接続するためにInfinity Fabricを使用しています。しかし、このファブリックは単なるプロトコルです。つまり、インターポーザー、PCBトレース、内部PCIeレーンなど、様々な物理接続を経由する可能性があります。このプロトコルは内部PCIeバス上で動作し、グラフィックスエンジンが利用可能な接続の一部を消費することで、Raven Ridgeの外部アクセス可能なレーン数が8レーンに削減されていると考えられます。また、16レーンから8レーンへの削減は、L3キャッシュの削減と同様に、設計上の理由によるものかもしれません。

既に実証したように、システムのメモリ周波数を上げるとInfinity Fabricのスループットも向上し、実行コアとCU間の転送速度が向上します。そしてもちろん、Vegaベースのグラフィックエンジンはメモリ帯域幅の拡大から大きな恩恵を受けるため、パフォーマンスを向上させるにはDDR4の周波数を可能な限り上げることをお勧めします。

残念ながら、既存のツールではInfinity Fabricのレイテンシ改善をまだ測定できませんが、その回避策を検討中です。その間、新しいキャッシュ階層でいくつかのベンチマークを実行しました。Ryzen 5 2400Gはキャッシュ容量が少ないものの、設計の調整により速度向上が期待できます。

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行0 - セル0	L1	L2	L3	メインメモリ
範囲	2KB～32KB	32KB - 512KB	512KB - 8MB	8MB～1GB

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大まかに言えば、Ryzen 5 2400Gのシングルスレッドキャッシュスループットは前世代Ryzenとほぼ同等です。しかし、マルチスレッドスループットは応答領域が少ないため大幅に低下します。

新しいシングルCCX設計とその他の調整の結果、Ryzen CPUとしては最も低いL2およびL3キャッシュレイテンシを実現しました。これは、レイテンシに敏感なアプリケーションで期待される性能の好例です。この傾向は、既に詳しく説明した3種類のデータアクセスすべてに当てはまります。また、メインメモリレイテンシを示すレイテンシ測定のズームアウトバージョンも提供しています。2400Gは、メインメモリへのシーケンシャルアクセスとフルランダムアクセスのテストにおいて優れた性能を発揮します。

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ポール・アルコーンはTom's Hardware USの編集長です。CPU、ストレージ、エンタープライズハードウェアに関するニュースやレビューも執筆しています。