Кристаллы процессоров AMD Ryzen 5000 изучены под микроскопом: компоновка ядер действительно стала лучше

Энтузиасты регулярно разбирают на части новенькие процессоры, чтобы только посмотреть, как они устроены, причём не только ради науки, но в первую очередь ради просмотров и внимания в социальных сетях. Процессоры подобные эксперименты пережить не всегда в состоянии, что особенно заметно по свежему знакомству с анатомией Ryzen 5 5600X, которое подтверждает изменения в компоновке кристаллов, предпринятые AMD.

Источник изображения: Flickr, Fritzchens Fritz

О новшествах в строении чиплетов, содержащих вычислительные ядра с архитектурой Zen 3, ещё за несколько дней до начала продаж процессоров Ryzen 5000 говорил с трибуны YouTube директор AMD по техническому маркетингу Роберт Хэллок (Robert Hallock). Восемь ядер на кристалле теперь объединены в один комплекс, каждое из ядер имеет равноправный доступ к разделяемому кешу третьего уровня. Первые эксперименты со снятием крышки с процессоров Ryzen 5 5600X подтвердили, что кристалл с вычислительными ядрами после перехода на архитектуру Zen 3 немного увеличился в длину. По официальным данным, площадь кристалла выросла с 74 до 81 мм2, на 9 %. Количество транзисторов на кристалле выросло, по официальным данным, на 350 млн штук.

Кристалл Zen 3. Источник изображения: Reddit, Locuza

Известный мастер макросъёмки электронных компонентов, Fritzchens Fritz, недавно опубликовал изображения кристалла Ryzen 5 5600X с вычислительными ядрами. Процесс снятия крышки с процессора, которая держится на припое, как и ранее, не был завершён без последствий для кристалла — в результате он частично разрушился. Впрочем, как раз из-за такого риска в подобных ситуациях на стол патологоанатома попадает именно младшая модель семейства, как самая дешёвая.

Кристалл Zen 2. Источник изображения: Flickr, Fritzchens Fritz

Если сравнивать с компоновкой кристалла Zen 2, то можно обнаружить смещение контроллера шины Infinity Fabric из центральной области, где он ранее был нужен для сообщения между блоками ядер, к периферийной части кристалла. Данные изменения обусловлены именно изменениями в компоновке ядер, о которых рассказывал Роберт Хэллок — ядра теперь не делятся между двумя сегментами, а относятся к единому комплексу.

Измерения, произведённые энтузиастом, указывают на другие габаритные размеры чиплетов с вычислительными ядрами: площадь составляет 75,75 мм2 в случае с Zen 2 и 83,74 мм2 в случае с Zen 3. В отличие от AMD, которая в измерениях учитывает только площадь полезных элементов кристалла, автор фотографий учитывает общую площадь кремниевого кристалла. Эта методика позволяет заявить, что площадь кристалла по сравнению с предшественником выросла примерно на 11 %.

Производительность процессоров Ryzen 5000 при этом выросла больше, чем на 9‒11 %, поэтому с экономической точки зрения реализованные изменения себя оправдывают. Чем компактнее кристалл, тем дешевле он обходится в производстве. AMD в своё время перешла на многокристальную компоновку именно из соображений экономии.

Кристалл ввода-вывода Zen 3. Источник изображения: Flickr, Fritzchens Fritz

Снимки 12-нм кристалла с логикой ввода-вывода позволили подтвердить, что он по сравнению с представителями архитектуры Zen 2 не претерпел изменений. На это указывают и слова Роберта Хэллока, который на прошлой неделе со страниц социальных сетей заявил, что контроллер памяти у процессоров с архитектурой Zen 3 остался прежним, а он как раз и расположен на «центральном» кристалле.

Кристалл ввода-вывода Zen 2. Источник изображения: Flickr, Fritzchens Fritz

Неизменность этого кристалла выгодна AMD с точки зрения унификации. Правда, логистически подобное разделение не совсем удобно. Крупный центральный кристалл выпускает по 12-нм технологии компания GlobalFoundries на предприятии в США, а более компактные 7-нм кристаллы с вычислительными ядрами производятся на Тайване компанией TSMC. Монтажом этих элементов на текстолит и тестированием готовых процессоров занимаются предприятия в Малайзии и Китае, поэтому на их крышке маркировка упоминает сразу три страны происхождения.