Introducción a La Microarchitectura AMD Zen 2 – Serie Ryzen 3000
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Introducción a la microarchitectura AMD Zen 2 – Serie Ryzen 3000 Durante la última década o más, AMD ha ocupado el segundo lugar en las guerras de la CPU. No es por falta de intentos, y los últimos dos años de procesadores de Ryzen ciertamente han sacudido las cosas en la competencia para ofrecer la mejor CPU. Aun así, Intel logró ganar en varias áreas, en particular en los juegos, pero eso podría cambiar con el lanzamiento de la tercera generación de CPUs Ryzen. Los retos por superar de la nueva generación AMD son varios; tiene que hacer frente a una marca tan bien establecida como lo es Intel Core, procesadores que desde su lanzamiento han ofrecido buenos resultados y que históricamente han tenido mejor desempeño en puntos clave para la venta al público como lo son el rendimiento en juegos o la capacidad de overclock y su potencia bruta. Gran parte de esta ventaja proviene de que tradicionalmente han disfrutado de un mejor rendimiento mono-núcleo con respecto a la oferta de la compañía roja, dejando la fortaleza de esta en un mayor número de núcleos y un precio competitivo, forzado principalmente por las ventas de su competencia. Con el lanzamiento de la octava y novena generación de procesadores Intel, esta amenazaba también la ventaja de AMD en tareas que aprovechan un gran número de núcleos mientras mantenían el liderato en los otros factores, aún a pesar de la diferencia en precios de los diferentes productos de ambas compañías. Usando la arquitectura Zen 2 y con una tecnología de proceso de 7nm de vanguardia cortesía de TSMC, esta es la primera vez que AMD ha tenido una ventaja de nodo de fabricación sobre su rival Intel. Esto es enorme, y le da a AMD una oportunidad legítima en el trono de la CPU. Y no sólo para cargas de trabajo con múltiples subprocesos, aún no tenemos números independientes, pero AMD podría incluso ir por delante de Intel en cuanto a rendimiento de juegos. Así, AMD necesitaba con esta nueva generación cumplir dos objetivos: igualar o superar a Intel en el que ha sido su feudo tradicional, los videojuegos y quitarles el podio del procesador más potente en gama doméstica. Un puesto que la compañía de Mountain View lleva atesorando más de una década. Los primeros chips basados en Zen 2 llegarán este mismo mes, a partir del 7 de julio en el canal internacional, comenzando con cinco procesadores pertenecientes a la nueva serie Ryzen 3000. En víspera de la próxima fecha de su lanzamiento, hoy les presentamos una introducción a esta nueva tecnología; sus características, especificaciones, arquitectura, modelos y precios, en espera de los análisis posteriores que demostraran realmente hasta dónde ha llegado AMD. Renacimiento de AMD, un poco de historia. El pasado 1 de mayo de 2019, AMD celebró sus 50 años de existencia. Como toda compañía, esta ha tenido varios momentos en los que dominó por completo el mercado, seguidos de otros momentos en los que la mayoría de usuarios temíamos que acabara desapareciendo, o siendo comprada por otro gigante tecnológico. Así que comenzaremos el trabajo recapitulando los 50 años de existencia de AMD, y el gran impacto que han tenido muchos de sus productos en el ecosistema informático: desde sus procesadores hasta sus tarjetas gráficas. Advanced Micro Devices fue creada por Jerry Sanders (como primer CEO de la compañía) y un grupo de ingenieros que pertenecían a Fairchild Semiconductor el día 1 de mayo de 1969, de este gigante de los semiconductores salieron Robert Noyce y Gordon Moore para crear Intel un año antes. De hecho, inicialmente AMD se convirtió en proveedor de reserva de chips de la misma Fairchild Semiconductor y de National Semiconductor. Aunque no pasó demasiado tiempo hasta que comenzaron a lanzar al mercado sus primeros productos. Fue en el año 1975 cuando los ingenieros de AMD consiguieron crear su procesador Am9080, el cual era una copia directa del Intel 8080 que la empresa había desarrollado en el año 1971. El procesador de AMD se había conseguido desarrollar empleando la ingeniería inversa para obtener todos los datos de funcionamiento del procesador. Tras este hecho, Intel comenzó a instalar un micro código en todos los procesadores que fabricaba y creó un acuerdo con AMD de licencias compartidas. De esta manera, AMD obtuvo la licencia para producir productos que empleaban la arquitectura x86 que había desarrollado Intel (y que mantiene hasta nuestros días). Primeros años fabricando procesadores Tras el acuerdo tecnológico alcanzado con Intel, AMD se convirtió en segundo suministrador de esta empresa para ayudarle a cubrir los numerosos pedidos que tenía de sus numerosos clientes. Durante esta etapa, la empresa se alejó de manera paulatina del mercado de fabricación de módulos de memoria DRAM y del mercado de la memoria Flash. Durante esta época, AMD ya había inaugurado su primera fábrica de microchips en Austin, Texas, donde se fabricaban procesadores como los Intel 8086, 8088, 80186 y 80188, al igual que el clon, desarrollado por esta empresa, del Intel 80286 (denominado Am286). Sin embargo, fue en el año 1995 cuando AMD desarrolló su primer procesador completamente nuevo: el AMD K5. Este primer modelo resulta interesante por ser, en realidad, un procesador de arquitectura RISC, con un traductor x86 integrado para que los PC de la época pudieran entender las instrucciones emitidas por el procesador. Aunque el AMD K5 llegó algo tarde al mercado, padecía de problemas a la hora de subir sus frecuencias. Y su rendimiento era ampliamente superado para el que eran capaces de generar los procesadores Intel Pentium de la época. Sin embargo, su sucesor, el AMD K6 (que fue el primero modelo que estrenaría el socket 7), que competía directamente con los procesadores Intel Pentium II sí tuvo bastante tracción entre los usuarios de ordenadores compatibles x86. El hecho es que su modelo K6-450 era sensiblemente más potente que sus contrapartes de Intel. Sin embargo, su salto a la fama se produjo con el modelo AMD K7 Athlon. Este modelo, que empleaba el legendario socket PGA 462 (o socket A, como se le denominaba) fue el primer modelo de procesador que fue capaz de superar los 1.000 MHz de frecuencia de funcionamiento, antes que los propios modelos de Intel (lo cual dio lugar al descubrimiento del hecho que Intel había estado mintiendo a sus clientes cuando decía que su procesador Intel Pentium III era capaz de alcanzar esa frecuencia cuando, en realidad, no era capaz de hacerlo). La serie de procesadores AMD Athlon K7 mantuvo la paridad o, incluso, la superioridad de rendimiento de AMD frente a Intel. Al menos hasta la llegada de los Intel Pentium IV con núcleo Northwood C, que sí fueron netamente superiores a los modelos de AMD. Aparte de ser bastante menos tragones de potencia (y menos calientes en funcionamiento). El AMD Athlon 64 y el Athlon X2 Cuando se consideró agotado el rendimiento que eran capaces de obtener las sucesivas iteraciones de la arquitectura K7, AMD presentó su revolucionaria arquitectura AMD K8. Estos procesadores fueron los primeros modelos que consiguieron equipar en un mismo procesador las extensiones de 64 bits, junto a las extensiones x86 que se habían estado empleando hasta el momento en los procesadores. De hecho, muchos no lo saben, pero nuestros actuales procesadores, ya pertenezcan a Intel o a AMD, emplean estas mismas instrucciones para funcionar en nuestros sistemas. También fueron los primeros procesadores que incorporaron el controlador de memoria RAM dentro de la die del procesador (hasta entonces, este controlador se encontraba localizado en el North Bridge de la placa base). Y, hablando de la die del procesador, fueron los primeros modelos de AMD que emplearon un IHS sobre la die del procesador, habiendo estado expuesta previamente con sus modelos Athlon. La evolución de los primeros AMD Athlon 64 sería el procesador AMD Athlon X2: la primera arquitectura monolítica con dos núcleos (a diferencia de los Intel Pentium D, que eran dos núcleos Pentium 4, colocados uno al lado del otro y que se comunicaban a través del FSB de la placa base). Con estos modelos, AMD dio entrada a los primeros procesadores con dos núcleos en el mercado. Aunque, curiosamente, Windows XP en su versión Home no los soportaba y los usuarios debieron de cambiar a la versión Pro que sí lo hacía. AMD no tuvo una competencia muy grande por parte de Intel y sus procesadores Pentium IV o Pentium D: en todos los casos, los modelos de AMD eran considerablemente mejores que los de Intel (por un margen bastante grande). Sin embargo, muy pronto se darían las tornas entre estos dos fabricantes. La compra de ATI Technologies En un esfuerzo por diversificar su gama de productos, en el año 2006 AMD compró al fabricante de GPU ATI Technologies, único rival en el mercado de tarjetas gráficas de NVIDIA. La compra se hizo efectiva en el mes de octubre del 2008, operando de manera inicial ambas marcas por separado. Sin embargo, más adelante AMD haría desaparecer el antiguo nombre de ATI para ser sustituido, en el año 2010, por el de AMD Radeon que emplea la marca actualmente. Aun así, la compra de ATI Technologies no fue la única sorpresa que nos deparaba AMD en ese mismo año 2008. Y es que, en ese año, AMD vendió toda su división de fábricas de circuitos integrados, pasando a ser un productor de procesadores y GPU sin fábricas (fabless, en inglés). La venta se realizó a un grupo de inversión que creó la empresa GlobalFoundries que ya todos conocemos. De hecho, esta empresa ha sido la encargada de fabricar las obleas de procesadores y de varias de las GPU de la marca durante todos estos años.