Det var en lång och brokig väg innan AMD i mars 2017 lanserade sin då helt nya arkitektur Zen. Den kom i ett skede då bolaget i många år behövt leva med sin felsatsning Bulldozer, som trots förbättrade Piledriver, Steamroller och Excavator inte kunde mäta sig mot Intels Core-arkitekturer.
Väl ute stod det klart att AMD åter var tillbaka i matchen och kunde konkurrera på en x86-marknad som alltmer dominerades av Intel – inte minst på serversidan där AMD fullständigt utraderats. Kombinationen fler kärnor än Intel, "tillräckligt bra" prestanda per kärna till bra priser gjorde att AMD efter inledande skepsis åter blev ett alternativ även bland inbitna prestandajägare.
Sedan dess har det hänt mycket. AMD överraskade på Computex 2017 med att tillkännage Ryzen Threadripper som klev upp till 16 kärnor och 32 trådar. Året därpå var det dags igen med generation två, som tog steget upp till hela 32 kärnor och 64 trådar. Denna baserades på uppfräschade arkitekturen Zen+, som tidigare gjorde entré i Ryzen 2000-serien för sockel AM4.
Arkitekturen Zen+ var i praktiken Zen med pressade latenser för cacheminne och minnesbuss, men utan några stora ingrepp. Nu är det dags för det första riktigt stora steget som är en sann vidareutveckling av Zen – Zen 2. Denna ska användas i alla segment från AMD, från bärbara och stationära datorer upp till servrar. Detta var ingen självklarhet från första början.
Zen 2 – med siktet inställt på servermarknaden
Att utveckla arkitekturer tar flera år och idag är AMD väl inne i utvecklingen av Zen 5. Sannolikt är bolaget också väl på väg med nästa steg (Zen 6?) och det finns garanterat övergripande tankar om vad som komma skall därefter. Det tar tid. Ledtiderna är oerhört långa och kräver noggrann planering.
Utvecklingen av Zen 2 inleddes i mitten av år 2015 och det stod tidigt klart att denna skulle tillverkas på en annan tillverkningsteknik än 14 nanometer från Globalfoundries. Nästa steg skulle bli 7 nanometer för att få ytterligare krympta transistorer och lägre strömförbrukning, vilket skulle möjliggöra produkter med fler kärnor inom samma eller en liknande strömbudget som Zen och Zen+.
Mike Clark, AMD:s chefsarkitekt för processorer, berättar att bolaget i början av utvecklingen av Zen 2 var inställda på att det skulle bli en arkitektur för servrar och inte konsumentmarknaden. Anledningen till detta var inte ett direktiv som tagits av en ledning, utan grundade sig helt och hållet i realiteter arkitekterna såg.
I takt med att tillverkningsteknikerna krympt har fördelarna blivit allt färre och runt 4 GHz blir det svårt att skala upp frekvenserna. Intel, som har helt egna fabriker, har en fördel i att de kan anpassa tillverkningen efter sina kretsdesigner. Det här är en av skälen till att de kan leverera högt klockade processorer och att dessa med rätt kylning kan överklockas till 5 GHz eller uppåt.
Nu har fysikens lagar sett till att tillverkningsteknikerna nått en punkt där högre klockfrekvenser med krympta noder inte längre är garanterade om ens möjliga. Tvärtom förutspås svårigheter att ens bibehålla tidigare vinningar. Till och med Intel som har kontroll över hela kedjan gick för flera år sedan ut med att de väntar sig lägre klockfrekvenser med framtida tillverkningstekniker.
Med 7 nanometer var AMD inledningsvis såväl inställda som införstådda i att Zen 2 skulle nå lägre maximal klockfrekvens än Zen. Det var vid tillfället ett faktum de behövde förhålla sig till. Det här är inget problem för servrar, där många lägre klockade kärnor är att föredra. För konsumentmarknaden ser det annorlunda ut, då hög prestanda med en kärna är viktigt. För det krävs både hög IPC (instruktioner per klockcykel) och höga klockfrekvenser.
Det var först sent i utvecklingen av Zen 2 då TSMC hade en tillverkningsteknik på 7 nanometer nära färdigställande som AMD såg potential att inte bara matcha Zen och Zen+ i klockfrekvens, utan rentutav kliva ännu högre. Enligt Mike Clark blev detta möte startskottet för Zen 2 på konsumentsidan, dock efter hård lobbying mot ledningen som tidigare i processen med det underlag som fanns då beslutet att det skulle bli en arkitektur för servrar.
