Zen 3, la nueva arquitectura de AMD

AMD ha introducido varias mejoras en su arquitectura Zen 3, la cual estará presente en portátiles, escritorio y APUs. Los Ryzen 5000 fueron los elegidos para llevar este nuevo diseño, caracterizado por un proceso de 7nm mejorado por la propia TSMC, así como una remodelación del interior de las CPUs AMD. Repasamos a fondo esta arquitectura y os contamos todas las claves.

Características de Zen 3

Aunque en principio parecía que Zen 3 vendría con un proceso 7nm+, la hoja de ruta de la compañía cambió para mantener un proceso de 7nm en los AMD Ryzen 5000, pero mejorado. No se trata de una arquitectura diseñada desde 0, sino que se podría decir que es una remodelación de Zen 2.

En concreto, los de Lisa Su quisieron mejorar el rendimiento, la latencia en la memoria y la eficiencia de los procesadores. Yendo más allá, AMD quería liderar la relación rendimiento por vatio en los PCs. La carta de presentación de Zen 3 estuvo protagonizada por 4 procesadores:

• Dos Ryzen 9 (5950X y 5900X).
• El Ryzen 7 5800X.
• El Ryzen 5 5600X.

En su presentación, la compañía se centró en comparar el rendimiento de Zen 2 y el de Zen 3. Las novedades fueron las siguientes:

• Frecuencias más altas. En este sentido, hemos visto algunos chips como los Ryzen 9 que ofrecían una frecuencia boost de solo 1 núcleo.
• Aumento del rendimiento IPC, llegando a porcentajes de hasta el 20%.
• Se cambia el diseño y se instala más memoria caché.

Como consecuencia, hemos visto mejores resultados en benchmarks sintéticos, como un ligero aumento de FPS en videojuegos. Dicho incremento de rendimiento se ha trasladado a las plataformas de escritorio y portátiles, aunque hay que mencionar que ciertos Ryzen 5000 para portátil no son Zen 3 (Lucienne), véase los siguientes:

• Ryzen 7 5700U.
• Ryzen 5 5500U.
• Ryzen 3 5300U.

El resto de procesadores Ryzen 5000 vienen con arquitectura Zen 3.

Componentes con Zen 3

Antes de empezar con los detalles técnicos, resulta curiosa la forma en la que AMD diseña arquitecturas. Dentro de AMD, hay 2 equipos de diseñadores que compiten entre sí para llevarse “el premio” de que AMD lance los próximos Ryzen con la arquitectura ganadora.

El primer equipo ganó el diseño de las arquitecturas Zen, Zen+ y Zen 2, mientras que el segundo equilibró la balanza consiguiendo que su diseño fuese Zen 3. Y es que podemos decir que Zen 3 es una remodelación o “rediseño” de Zen 2, habiendo claras diferencias en el interior de los chips.

En el caso de Zen 3, el chiplet CCD es del mismo tamaño y potencia que el de Ryzen 3000; aún así, han conseguido mejorar la eficiencia y dotar a la CPU de más rendimiento. Esta generación de procesadores deja atrás los 2 complejos de 4 núcleos, dando paso a un chiplet con un complejo de 8 núcleos.

¿Qué mejoras supone eso? Pues que cada núcleo puede acceder a los 32 MB de caché L3, mientras que en Matisse (Ryzen 3000) veíamos como 4 núcleos accedían a 16 MB L3, mientras que los otros accedían a otros 16 MB L3. Dicho de otra forma, los AMD Ryzen 5000 reducen la latencia al acceder a la memoria.

Luego, tendría otro chiplet compuesto por el cIOD, un complejo diseñado para la entrada y salida donde encontramos los carriles PCIe y el controlador de memoria. En este sentido, cuenta con 24 carriles PCI-Express 4.0:

• 4 para comunicarse con el chipset.
• 20 para comunicarse con slots de alta velocidad.

En este sentido, las mejoras en el rendimiento de escritura de una memoria RAM son patentes, aumentando bastante la velocidad. En relación con las memorias RAM, en AMD Ryzen 5000 veremos que la frecuencia FCLK puede trabajar hasta 4000 MHz en 1:1; de hecho, AMD permite una relación 1:1:1 con frecuencias FCLK, LCLK y MEMCLK.

Aunque vemos que AMD ha utilizado un proceso de 7 nanómetros, no es el mismo que el utilizado en los chips Zen 2. En el caso de Ryzen 5000, tenemos un proceso “mejorado” de 7nm fabricado por la misma TSMC, con la novedad de que mejora la litografía gracias a un proceso Ultravioleta Profundo o DUV.

La idea de AMD al usar este proceso era la siguiente:

• Reducir el consumo un 10%.
• Aumentar la densidad de transistores alrededor de un 20%.
• Un aumento de rendimiento IPC de hasta el 19%.
• Incrementar las frecuencias base y núcleo.

Haciendo énfasis en el aumento de frecuencias, es un detalle que hemos visto materializado en los Ryzen 7 y 9, los cuales pueden funcionar a 4.8 GHz sin ningún problema. De hecho, se han visto configuraciones estables con un pequeño overclock a 5.0 GHz, lo que era impensable en AMD Ryzen hace un par de años.

Por último, y relacionado con los videojuegos, los Ryzen 5000 traen bajo el brazo una novedad para ofrecer al usuario un ecosistema AMD más potente: Smart Access Memory. Esta tecnología permite conectar la memoria VRAM de las Radeon RX 6000 con el caché de los procesadores Zen 3 para obtener algunos FPS extras.

Ventajas principales de AMD Zen 3

Llega el momento de averiguar cuáles son las ventajas principales que ofrece AMD Zen 3 frente a Zen 2, como a la competencia. A modo de resumen, podemos encontrar las siguientes:

• Procesadores Ryzen 9 con 12 (5900X) y 16 núcleos (5950X) para escritorio, ideales para carga pesada.
• Smart Access Memory, una tecnología que permite potenciar aún más el Rage Mode de las RX 6000.
• Mejoras en IPC que rondan el 19% respecto a Zen 2.
• Un aumento de frecuencias base y turbo, trayendo como novedad una frecuencia turbo de un solo núcleoligeramente superior.
• Una reducción del consumo quese puede traducir a la práctica en 100 W menos en carga.
• Acceso de todos los núcleos a los 32 MB de memoria caché L3.
• Diseño interior mejorado.
• Aumento de FPS en 1080p, 1440py 2160p respecto a Zen 2 hasta un 15%.
• Totalmente compatibles con el socket X470 y toda la serie 500 de AM4. Para placas base con socket B450 consultar con el fabricante.