Ryzen integra gran parte delle tecnologie di risparmio energetico (Qui il nostro articolo a riguardo) sviluppate per le varie CPU basate su uArch Cat (Bobcat, Jaguar) e Bulldozer (Bulldozer, Piledriver, Steamroller ed Excavator). Come molti di voi sapranno, a partire dai 45nm AMD ha perso la parità tecnologica, per quanto riguarda i nodi produttivi, con Intel. Quest’ultima nell’arco di pochi anni – quattro – ha di fatto doppiato tre volte AMD. Mentre quest’ultima è rimasta al palo con i 32nm SOI, Intel è passata in rapida sequenza ai 32nm Bulk, 22nm 3D-Gate e 14nm 3D-Gate. Per limitare quanto più possibile questa disparità, AMD ha dovuto sviluppare diverse tecnologie atte alla riduzione del consumo energico, ad una migliore gestione delle funzionalità Turbo e, in ultimo, ad una più equilibrata gestione dei carichi di lavoro tra i core.
Quindi, se Intel ha migliorato l’efficienza energetica delle proprie CPU attraverso la forza bruta, cioè con Processi Produttivi sempre migliori, AMD ha dovuto lavorare di cesello, limando qua e là le proprie uArch, giungendo comunque ad ottimi risultati. Le ultime APU Carrizo dedicate al mercato dei notebook mostrano un’efficienza incredibile, superiore anche alle CPU a 14nm più evolute di Intel, se pensiamo che sono prodotte a 28nm!
Adesso domandiamoci: cosa potrebbe fare AMD, avendo un processo produttivo perfettamente paragonabile a quello di Intel (14nm FinFET), con un’esperienza simile nel campo del risparmio energetico, conseguita tanto nel campo delle GPU quanto nel campo delle CPU?
La tecnologia Infinity Fabric sarà utilizzata per Naples (Link)
Questo articolo nasce proprio per rispondere a questa domanda. In un’intervista, Jim Keller disse: “We know how to do high-frequency design, we know how to do dense design”. Zen, l’uArch alla base di Ryzen, è proprio questo: una micro architettura capace di frequenze elevate, ed al contempo molto densa. Ryzen è accreditato di 4.8 miliardi di transistor, e di una superficie del Die poco inferiore ai 200 mm2. Si tratta di circa 24 milioni di transistor per mm2! Una cifra incredibile, se pensiamo che Skylake-S è accreditato di una densità di 11,4 milioni di transistor per mm2 (E le iGPU solitamente sono molto più dense delle CPU)!
Allo stesso tempo, nonostante questa enorme densità, che dovrebbe sfavorire frequenze elevate e consumi ridotti, ci troviamo di fronte ad una CPU accreditata di una frequenza base pari a 3.6 GHz e Turno di 4.0 GHz, con un TDP di 95W!
La cosa veramente interessante da studiare, a questo punto, non è tanto dove si potrebbe arrivare overclockando la nostra CPU Ryzen R7 1800X, ma quanto si può scendere in basso con le tensioni di funzionamento in relazione alla frequenza operativa.
AMD ha in programma di rilasciare una CPU 32C/64T nota come “Naples” (TDP MAX di 180W), il cui package è formato da quattro Die 8 Core: si tratta di un design modulare, che permette rese produttive molto più elevate. Intel, producendo Die 32 core monolitici, dovrà selezionare le CPU osservando il comportamento del più “debole” dei core integrati. Questo implica che sarà molto difficile avere CPU ad alta frequenza. Al contrario AMD, potendo selezionare Die ad 8 core, potrà “assemblare” CPU a 32 core ad alta frequenza, o molto efficienti, molto più facilmente.
Eccoci dunque giunti alla nostra prova. Quanto può guadagnare in efficienza Ryzen? Qual è la tensione necessaria per lavorare a frequenze più basse? Quanto si perde in prestazioni?
Per effettuare questi test ci avvarremo di AMD Ryzen Master Utility, un software messo a punto dalla casa di Sunnyvale per rendere più semplice la pratica di overclock/downvolt. Nei nostri test andremo ad agire esclusivamente sulla tensione di funzionamento della CPU e sulla sua frequenza. Le altre impostazioni rimarranno invariate.