AMDがZen 2マイクロアーキテクチャ、X570チップセット、Ryzen APUを発表

AMDは、Next Horizon Gaming Tech Dayにて、16コア32スレッドの新型Ryzen 9 3850Xを発表しました。また、X570チップセットの詳細な情報、Ryzen 3000のより高いオーバークロックポテンシャルに関する情報、メインストリームデスクトップへの自動オーバークロックの拡張、そしてZen 2マイクロアーキテクチャに関する多くの詳細情報も発表しました。AMDはまた、Socket AM4マザーボードに搭載される新型Ryzen 3 3200GおよびRyzen 5 3400G APUも発表しました。

ライゼン9 3950X

AMDの新しいRyzen 3000シリーズは、最大16コア、32スレッドのモデルをメインストリームのマザーボードにそのまま搭載することで、メインストリームデスクトップに対する私たちの期待を真に再定義するチャンスを秘めています。これにより、従来HEDTクラス（ハイエンドデスクトップ）レベルのパフォーマンスが、より受け入れやすいメインストリーム価格帯にまで引き下げられ、デスクトップPC市場におけるIntelの優位性を大きく覆す可能性が開かれています。Ryzen 9 3950Xは9月に749ドルで発売されます。Ryzen 9 3950Xに関する詳細は、こちらをご覧ください。

Ryzen 3000シリーズ製品スタック

Ryzen 9 3950Xは、間違いなくAMDのメインストリームデスクトップ向けのハローパーツですが、Intelの全ラインナップに対する同社の全面攻撃の一部に過ぎません。上の画像でわかるように、3950Xは、同等のIntelモデルがないため、含まれていません。しかし、シリーズの残りの製品の競合状況を（価格に基づいて）分析すると、1つの明確な傾向が明らかになります。AMDは、競合価格帯でIntelよりも多くのスレッドを提供しています。Intelは、AMDの一部のモデルと比較して統合グラフィックスの利点を維持していますが、チャート上で第1世代Zenアーキテクチャを採用した唯一の12nmチップであるRyzen 3 2200GとRyzen 5 3400G APUは、高性能なVegaグラフィックコアでIntelのローエンド製品に攻撃を仕掛けます。

Ryzen 3000シリーズのパフォーマンス

画像

の

AMDのコアあたりのパフォーマンス（一般的にはIPCと周波数の組み合わせ）は、Zen 2マイクロアーキテクチャの登場により大幅に向上し、シングルスレッド、マルチスレッドを問わず、あらゆるタイプのワークロードに反映されています。上のグラフでシングルスレッドのCinebenchワークロードで測定されたように、AMDは第1世代Ryzenモデルと比較してシングルスレッドパフォーマンスにおいて飛躍的な進歩を遂げており、Ryzen 9 3900Xではコアあたりのパフォーマンスが最大21%向上しています。

7nmプロセスの利点は消費電力の低減にもつながり、Ryzen 9 3900XはCore i9-9900Kと比較して消費電力が15W削減され、ワットあたりの性能は58%向上しています。これはチップの冷却を容易にし、既存のAM4ソケットクーラーの全ラインナップと互換性があります。AMDは、シングルスレッド性能の向上のうち38%を高速な7nmプロセスに、68%を新しいZen 2マイクロアーキテクチャにそれぞれ起因させています。

画像

の

AMDはZen 2マイクロアーキテクチャの詳細な情報を完全に提供しており、これについては以下でさらに詳しく説明します。この新しい設計はパフォーマンス上の利点をもたらし、AMDによると、1080pゲームでさまざまなパフォーマンスの向上を実現し、第1世代RyzenよりもIntelモデルとはるかに競争力があり、さらに高解像度のゲームではこれらの差がさらに小さくなるとのことです。AMDはまた、Intelのパフォーマンスを低下させてきたさまざまな脆弱性に対してIntelシステムにパッチを適用せず、以下で説明する新しいRyzenに最適化されたWindowsスケジューラも使用せずにこれらのパフォーマンス数値を提供しました。つまり、AMDはこれらのベンチマークでIntelシステムの最良のシナリオを提供したということなので、差はAMDに有利に広がる可能性があります。

8コア16スレッドのRyzen 9 3900Xは、価格帯を考えると真のパフォーマンスを発揮するプロセッサとして際立っています。AMDによると、同価格帯のIntel Core i9-9900Kと比較して、同等のゲーミングパフォーマンス、スレッド化された「クリエイター」ワークロードでの47%向上、そして58%の電力効率向上を実現しており、PCIe 4.0接続の優位性も備えています。なお、これらのベンチマークはAMDが提供しているため、サンプルが届くまで確認を待つ必要があります。いずれにせよ、謳われているパフォーマンス向上は目覚ましいものです。

Tom's Hardware の最高のニュースと詳細なレビューをあなたの受信箱に直接お届けします。

X570チップセット - PCIe 4.0が主流に

しかし、パフォーマンスには「単なる」コア数の増加以上のものが求められます。AMDは、ODMやパートナー企業に対し、PCIe 3.0の2倍のスループットの恩恵を受けられるマザーボードの開発を奨励することで、PCIe 4.0インターフェースの普及に多大な投資を行ってきました。通常、市場シェア最大の企業（今回の場合はIntel）が高速インターフェースへの推進を主導すると予想されますが、AMDはその役割を巧みに担っています。同社はこの新技術を「Navi」Radeon 5000シリーズGPUに搭載し、ストレージベンダーと協力して、7月7日に発売予定のX570プラットフォーム向けに、高速な新型PCIe 4.0 SSDの供給を確保しました。

クレジット: Tom's Hardware — （画像提供：Tom's Hardware）

PCIe 4.0は、特にコンテンツ制作の分野でパフォーマンスを重視するユーザーにとって、Intelプラットフォームを上回るさらなる利点を提供しますが、X570搭載マザーボードの価格が上昇するという代償を伴います。スイッチやリドライバーなどのPCIe 4.0コンポーネントエコシステムの価格設定が規模の経済の恩恵を受けるため、これらの価格上昇は時間とともに下がる可能性がありますが、AMDは賢明にもパートナー企業に対し、マザーボードの下位層となる現行世代のX470マザーボードの提供を継続するよう奨励しています。AMDの新しいRyzen 3000シリーズラインアップは、既存のX470マザーボードと完全な互換性があり、PCIe 4.0接続が失われるとはいえ、フルパフォーマンスで動作します。PCIe 4.0デバイスや大規模なRAIDストレージアレイを持たないユーザーにとっては、それほど心配する必要はないでしょう。

また、実際のX570チップセットは、Ryzen 3000シリーズプロセッサに搭載されている12nm I/Oダイの14nmバリアントであることも判明しました。これは、最終的にコスト削減につながる技術の巧みな再利用です。AMDは、メモリコントローラの周波数ポテンシャルを高めるため、インパッケージI/Oダイにはより小型の12nmプロセスを採用しています。これによりメモリデータ転送速度が向上しますが、チップセットダイにはメモリコントローラを無効化した、より経済的な14nmバリアントを採用しています。

より高速なメモリと自動オーバークロック

AMDは、Infinity Fabricをメモリクロックから分離したこともあって、メモリオーバークロック性能を大幅に向上させました。AMDは、サポートされるメモリの基本周波数をDDR4-2933からDDR4-3200に引き上げましたが、真のメリットはメモリオーバークロック性能の向上にあります。AMDの第1世代Ryzenプロセッサは、発売当初はメモリオーバークロックに関して多くの課題を抱えていましたが、AMDは第2世代製品でこれらの懸念に対処し、展示会ではDDR4-5100で動作する空冷式Ryzenプラットフォームのデモも行いました。

前世代Ryzenと同様に、メモリオーバークロックはゲーミングパフォーマンスを大幅に向上させます。Infinity Fabricの最大周波数2,000MHzはメモリオーバークロックを事実上制限するため、AMDはユーザーがメモリとInfinity Fabricのクロック依存関係を分離できるようにします。DDR4-3733までは2つのドメインは1:1の比率で接続されていますが、それを超える転送速度では2:1の比率で動作します。この設定はBIOSでユーザーが調整可能で、メモリ帯域幅は向上しますが、レイテンシのペナルティが発生します。

画像

の

AMDは、Threadripperラインナップの自動オーバークロック機能「Precision Boost Overdrive（PBO）」をメインストリームチップにも搭載します。この機能により、Ryzenプロセッサはプラットフォームと通信し、マザーボードの電力供給サブシステムの能力に基づいてパフォーマンスを調整できるようになります。これがPrecision Boost Overdriveの重要な実現要素です。プロセッサは電力供給と熱負荷に関するテレメトリデータを分析し、コアクロックと電圧をバックグラウンドで自動的に調整することで、ワークロードに応じて動的にパフォーマンスを向上させます。この機能は、AMDのメインストリームプラットフォームにとって間違いなく歓迎すべき追加機能です。

Ryzen 固有の Windows 10 スケジューラ更新

AMDはMicrosoftと協力し、待望の機能であるRyzen対応スケジューラを実現しました。この新しいスケジューラはWindows 10の5月アップデートで提供され、現世代および前世代のマルチダイRyzenモデル（ThreadripperおよびRyzen 3000プロセッサ）の両方にメリットをもたらします。

画像

の

新しいスケジューラは、ローカルデータを持つコアにアクティブなスレッドを固定することで、パフォーマンスを向上させます。AMDはまた、Ryzen 3000の電源状態をオペレーティングシステム内から操作するソフトウェア機能であるCPPC2機能も導入しました。AMDによると、これにより電源状態遷移のレイテンシが30nsから1nsに短縮され、最終的には消費電力を削減できるとのことです。

Zen 2 マイクロアーキテクチャ

AMDは、より大きなライバルであるIntelと比べてリソースが限られているため、第一世代Ryzenプロセッサと革新的なZenマイクロアーキテクチャの登場とともに、まさにダビデ対ゴリアテの戦いが始まりました。Zenのモジュール式でスケーラブルな設計は、コストと市場投入までの期間の面でAMDに多くの優位性をもたらし、アーキテクチャのきめ細かなチューニングは驚異的な成果をもたらしました。

AMD は IPC を約 15% 向上させ (ただし、ワークロードによって異なる場合があります)、L3 キャッシュサイズを 2 倍にしてデータを実行ユニットにできるだけ近づけ、AVX2 命令のサポートを可能にする 256 ビット浮動小数点ユニット (FPU) を 2 つに増やして浮動小数点パフォーマンスを 2 倍にしました。

画像

の

AMDはマイクロアーキテクチャの詳細を公開しましたが、時間的な制約があるため、より詳細な分析を追ってお伝えする必要があります。主な改良点としては、マイクロオペレーションとL3キャッシュの倍増が挙げられます。これによりL1命令キャッシュは若干縮小され、初代Ryzenでは4ウェイ連想の64Kブロックだったのに対し、8ウェイ連想の32Kブロックになりました。AMDはまた、トランスレーション・ルックアサイド・バッファ（TLB）を2,000エントリに強化しました。

AMDは現在、2段階の分岐予測器を搭載しています。第1段階はパーセプトロン分岐予測器が担当し、第2段階は、より大きなルックアップテーブルを搭載してパフォーマンスを向上させた新しいTAGE分岐予測器が担当します。AMDによると、改良された分岐予測器はフロントエンドで多少のエネルギー消費量増加を招きますが、予測ミス率が30%低下したことで、最終的にはバックエンドのエネルギー消費量を削減できるとのことです。

L3キャッシュが倍増したことで、AMDの4コアコンプレックスはそれぞれ16MBのキャッシュを囲むようになり、L3キャッシュは依然としてL2データの犠牲キャッシュとして機能します。キャッシュ容量の拡大により、レイテンシは初代Ryzenよりも数サイクル長くなりますが、AMDは容量の増加によってこれらの損失を相殺できると考えています。

AMD は、アーキテクチャに影響を与える唯一の 2 つの脆弱性 (Spectre と投機的ストアバイパス) に対処するために、新しいハードウェアベースの緩和策をアーキテクチャに組み込みました。

AMDは、キャッシュから永続メモリへのデータフラッシュを確実にするCWLFLSH命令など、いくつかの新命令のサポートも追加しましたが、その他の新命令についてはHot Chipsイベントに向けて保留しているとのことです。その間、マイクロアーキテクチャの詳細な分析を追ってお伝えします。どうぞお楽しみに。