X86处理器是英特尔发明的，长期以来在X86市场上英特尔都是有绝对优势的，最新统计显示AMD在今年Q3季度的整体CPU市场份额上首次突破10%，这统计的大概是最近几年的份额，纵观历史AMD在CPU市场上份额最高也就是20%左右，X86长期以来都是英特尔独大。双方实力一边倒的情况下，最不容易出现的现象就是弱势的一方掌握主导权，AMD赢过英特尔的一次重大胜利就是64位指令集，但在那次之后，AMD鲜有让英特尔吃瘪的时候。2007年AMD抢先英特尔推出了SSE5指令集，但是英特尔大手一挥表态不会支持SSE5，转而推出了AVX指令集，AMD之后也只能顺从，再也没无法跟英特尔争夺X86发展的话语权了。
这种情况持续了至少10年，K8之后AMD推出的K10、推土机等架构虽然不乏新意，但是制程工艺、架构设计方面的双重落伍使得AMD再也不能跟英特尔叫板，实际上过去的几年中AMD自己的生存都很成问题。去年初Zen架构的Ryzen锐龙、EPYC霄龙处理器问世，AMD的X86处理器才算重回正轨，性能也足以跟英特尔同级别处理器叫板，而多核心方面还有优势。虽然AMD的市场营销依然走的是过去多年一直在用的田忌赛马策略，但是Zen及Zen+架构的处理器整体性能上来了，再加上超高的性价比，对着AMD说“真香”的玩家也就多起来了。
锐龙一代及二代处理器大大改善了AMD的财务状态，到上个季度为止AMD已经连续5个季度实现营收增长了，可以说第一代Zen架构及改进型让AMD在X86市场上有了饭吃，而今天宣布的Zen 2架构则有可能让AMD实现更高的目标——跟英特尔争夺X86市场上的游戏规则。
上一代的推土机架构也可以说是AMD跟英特尔争X86话语权的一次尝试，可惜失败了，现在的Zen处理器再一次发起挑战，而且这两者之间还有很多相似性，比如都使用了模块化设计、都强调多核性能等等，不过二者更多的还是不同，至少Zen比推土机成功得多。
说了这么多，还是回到主题上，对于Zen 2架构我们可以简单先定个性——很可能是X86处理器规则改变者。从AMD公布的信息来看，首发Zen 2架构的Rome罗马EPYC处理器变化相当大，设计上有很多大胆创新之处，不过现在一切信息还是纸面上的，它能不能做好这个改变X86规则的处理器，现在还没有明确的结论。
Zen 2处理器首发7nm工艺：5GHz频率可期？
对CPU这种东西来说，再NB的架构也要服从于制程工艺，没有先进工艺就无从谈及性能、能效，英特尔制霸X86四十年很大程度上都是因为英特尔过去掌握着最先进的半导体工艺，特殊是在Tick-Tock周期还有效的那几年，搞的AMD疲于拼命，最终卖掉了晶圆厂，转向无晶圆半导体公司，但是代工厂Globalfoundries的32nm、28nm工艺并不成熟，直到14nm节点全套使用三星技术才算稳定下来，这也是AMD Zen处理器能够成功的一个原因。
在7nm节点，GF退出了，AMD宣布将7nm CPU/GPU芯片全部交给台积电代工，现在的Zen 2架构罗马处理器就是台积电7nm HPC高性能工艺生产的，而英特尔这几年面临着10nm工艺延期的难题，只能不断打磨14nm工艺，迄今有14nm、14nm+及14nm++三个版本了，直到明年底才有可能推出10nm处理器。
正是这个变故，让AMD在7nm Zen2处理器上实现了制程工艺优势的逆转，这也是多年来AMD首次在处理器工艺上超越英特尔。这个话题实际上早就不新鲜了，过去几个月中AMD被分析师看涨、英特尔被看衰几乎都跟AMD 7nm工艺上的领先有关。
根据AMD公布的信息，7nm工艺实现了两倍的晶体管密度、同性能下功耗降低50%或者同功耗下性能提升25%的变化，只不过这些数据还是官方纸面上的，具体情况如何呢？
7nm Vega的工艺
Zen 2架构的罗马处理器现在没有任何具体的核心面积、频率、功耗等数据，但是AMD在7nm Vega上公布了很多具体数据——7nm Vega 20 GPU核心面积331.46mm2，晶体管数量132亿，GPU核心频率1.8GHz，显卡功率300W，而14nm工艺的Vega 10 GPU核心面积494.8mm2，晶体管125亿，GPU核心频率1.5GHz，显卡功率300W。
通过这些数据可以算出晶体管密度——14nm节点是0.2526亿/mm2，7nm节点是0.3982亿/mm2，提升不过58%而已。至于频率，同样300W功耗下，从1.5GHz提升到了1.8GHz，提升20%，基本上符合AMD所说的性能提升25%的说法。
虽然GPU跟CPU的情况不一样，但是从7nm GPU的情况来看从14nm到7nm或许可以大幅降低功耗，不过性能上的提升并不算乐观，即便真的提升了25%，考虑到7nm与14nm节点之间还隔了一个10nm节点，两代提升25%的性能并不能让人很满意。
当然，这个事也不怨AMD，元凶是摩尔定律早就失效了，只是很多人不肯承认这一点，真正意义上的摩尔定律早就不适用了，ARM早前也提到过在制程工艺进入16nm节点之后，性能已经没什么实质性提升了。
有意思的是，尽管GF已经退出了7nm节点竞赛，AMD在Zen 2架构发布的官方新闻中还是列举了GF公司的7nm工艺，与台积电7nm工艺并列。相比台积电，GF在7nm工艺上的宣传更强大一些，功耗降低60%或者性能提升40%，而且GF之前提到了高性能7nm工艺可以实现5GHz的频率，而能不能上5GHz频率正是广大A饭对AMD Zen 2处理器最大的期待。
对于Zen 2架构上7nm工艺这事，AMD及A饭值得高兴，在制程工艺数字上AMD确实做到领先了，不过具体到处理器上，25%的性能提升、50%的功耗降低这些数据看看就好，因为工艺上的性能提升、功耗降低跟处理器性能、功耗并不是一回事。对于这一点，AMD自己也是心知肚明的，之前的PPT中就提到了AMD 7nm工艺与竞争对手10nm工艺的对比，AMD是缩小了差距，谈不上超越。
当然，也不能光灭AMD自己的威风，台积电的7nm工艺尽管性能不一定多厉害，但英特尔那边的10nm工艺也早就变了， 前两年展示的10nm指标上是很强大，但是量产难度也大，导致一直延期，而英特尔明年底量产的10nm工艺被曝是缩水版的，性能、功耗等指标肯定会有妥协，这对AMD来说也是好事。
即便Zen 2在工艺上无法超越英特尔的10nm，后面还有机会，因为AMD的路线图比英特尔的更快，2020年还会有Zen 3架构，制程工艺升级到7nm+，也就是上EUV工艺的7nm改良版，单纯的EUV工艺不会提升工艺性能，但台积电还会继续改良7nm+工艺，到英特尔大规模量产10nm工艺的2020年，AMD进度快的话可能会有7nm+工艺的Zen 3处理器了。
Zen 2架构改进：吞吐量翻倍，前端到浮点全线改进
提升性能除了依赖先进工艺之外，CPU架构也是最重要的一环。在Zen架构上，AMD带来了CCX单元、SMT多线程、Infinity Fabric总线等设计，如今的Zen 2也沿用了这些设计，但在CPU内核上从前端预取单元到缓存再到浮点单元都做了改良，官方定性是实现了“吞吐量两倍”。
AMD Zen架构的CPU内核设计
AMD在官方资料中介绍了Zen 2架构在CPU内核上的改进，不过这些内容还没有具体的数据，比如L1缓存、L2缓存、L3缓存等等，所以这部分内容就简单看看官方资料，后面有了具体信息再说。
值得一提的是，浮点架构上，目前的AMD锐龙、霄龙处理器支持到了AVX2，Zen 2上AMD翻倍了浮点单元位宽，从2x128bit提升到2x256bit，但它并不支持最新的AVX512，估计要到Zen 3架构上才有可能。
架构设计上另一个值得注意的是安全——2018年让英特尔焦头烂额的一件事就是各种X86漏洞，主要包括熔断Meltown、幽灵Spectre及下半年才爆出的Foreshadow预兆，它们又衍生出多个版本。这些漏洞对英特尔处理器影响较大，熔断是英特尔独享的。虽然AMD在漏洞事件中受到的影响较小，但是Spectre幽灵漏洞是影响所有现代处理器的，因此在Zen 2架构上AMD也针对幽灵漏洞做了硬件防护。
在具体的技术指标上，Zen 2架构还支持率先支持PCIe 4.0、8通道DDR4内存等等，虽然没有DDR5内存支持，不过这样做也是很明智的商业策略了，毕竟DDR5还比较遥远。
此外，AMD表示罗马EPYC处理器相比之前的产品，能够在单路插槽上带来2x的整体性能、4倍的浮点性能，同时还能保持插槽兼容。
Zen 2最大胆的创新：8+1核架构，CPU、IO分离
AMD在7nm工艺及CPU内核上的升级、改良还是常规操作，而Zen 2处理器上最大胆的一项创新就是AMD真的做了8+1核，将CPU内核与IO核心分离出来，这种设计看起来跟近年来CPU单元整合更多I/O单元的路线相反，有利有弊，虽然AMD很有自信，但是这么大胆的设计还是让人为AMD捏了一把汗。
AMD这么改显然是为了容纳更多的CPU核心——在Zen架构中，AMD设计了CCX单元及IF总线，通过这种模块化的结构来堆砌多核处理器，桌面的8核处理器是2个CCX单元，一个模块即可，EPYC之前是32核64线程，需要4个模块。但是要想做64核，按照之前的设计就需要8个模块，而8个模块之间要是继续使用IF总线互联，那么复杂性就会大增，延迟等问题愈发严重。
AMD在Zen 2上的做法就是将IO单元与CPU核心单元分离，AMD称这种设计为Chiplets，而且CPU核心使用的工艺跟IO核心的工艺也是不同的，具体来说就是——8个CPU模块使用的是7nm工艺，每个模块有8个CPU内核，总计64个核心128线程，而IO核心是14nm工艺，整合了DDR、PCIe 4.0/3.0、Infinity Fabric等IO单元。
AMD现场展示了Zen 2架构的罗马处理器实物，就是8个CPU模块围绕1个IO核心，而且这个14nm IO核心的面积相当大，差不多要6组CPU核心那么大了——可以简单算下，锐龙8核的模块的核心面积是213mm2，前面提到实际核心面积是1.58x缩放，那么Zen 2的8核模块应该是133mm2左右，但这个核心是整合了IO单元的，纯核心简单算作100mm2吧，那么Zen 2上那个14nm IO核心面积至少是600mm2，AMD付出的代价不小。
即便如此，AMD还是这么做了，在AMD看来这个方案是64核的最优选择——目前的32核EPYC处理器核心面积是777mm2，理论上核心翻倍后面积至少1500mm2，而现在的方案中Zen 2 64核配置的核心面积也要1500mm2左右，但是分散成8+1核心显然有利于提高单品的良率，况且核心面积最大的那部分还是14nm工艺制造的，成本比7nm工艺更低。
从AMD官方的解释来看，这样的设计也是为了简化生产难度、提高良率，并且增强了CPU核心配置型，有了IO核心枢纽，以后增加CPU核心就可以只考虑CPU内核了。
AMD这种8+1核的设计最不好的地方大家也猜得到，那就是核心之间的延迟问题，锐龙/EPYC在延迟上就被人诟病了很久，现在的架构设计就更不好说了——由于缺少确切的资料，现在说它的延迟高或者低都没有证据支撑，这取决于AMD具体的设计。
不过有一点，AMD在Zen 2上的设计不只是他们一家想到了，英特尔实际上也有这样的技术路线，那就是EMIB，其本质也是将不同的核心单元使用不同的工艺生产，然后封装到一起，这种设计看起来跟大家调侃的胶水多核很相似，但实际上英特尔的EMIB封装不同于传统的2.5D封装，在良率、制造难度及性能方面都有可取之处。
从AMD的Zen 2架构来看，AMD这一次在处理器封装技术上也实现了进步，如果能控制好外置的IO核心与CPU内核之间的延迟问题，那么这种设计未来只会越来越多。
总结：AMD不走寻常路
在金庸的《倚天屠龙记》中，九阳神功可以说是最厉害的武功之一了，该武功的口诀就是“他强由他强，清风拂山岗；他横由他横，明月照大江。”，说开了就是敌人再强就随他强，他打他的，你做你的。这句话用来形容现在的AMD再合适不过了，英特尔在CPU上有极强的积累，AMD如果照着英特尔的强项去打，那没有获胜的可能，唯一的希望就是自己主导规则，不走别人的套路。
从2017年到2018年的CPU市场竞争来看，AMD在这个策略上走对了，反而逼得英特尔跟着AMD推多核、提高性价比。在Zen 2处理器上，AMD缩小了与英特尔在制程工艺上的差距，甚至可以说“领先”一些，同时不断提升自己擅长的多核战略，英特尔也不得不跟。
上面这些都是针对EPYC处理器来说的，对普通玩家来说我们关注的依然是桌面版的Zen 2处理器，它并非本次会议的重点，所以相关信息非常少，考虑到64核处理器对桌面意义不大，所以桌面版的8-16核处理器有可能会是不一样的设计，这个就要等AMD择机公布桌面版Zen 2处理器的信息了。
游客 2018-11-07 20:21
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超能网友终极杀人王 2018-11-13 23:54 | 加入黑名单
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游客 2018-11-09 08:57
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超能网友博士 2018-11-08 16:07 | 加入黑名单
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超能网友一代宗师 2018-11-08 04:32 | 加入黑名单
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游客 2018-11-08 01:08
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游客 2018-11-08 01:00
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超能网友终极杀人王 2018-11-07 23:15 | 加入黑名单
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游客 2018-11-07 22:46
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我匿名了 2018-11-07 22:36
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