AMDs Comeback - Ryzen 7 1800X im Test

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Technik


AMD Zen-Architektur: Eine Einführung


Bevor wir uns den Details zu AMDs neuer (Mikro-)Architektur namens Zen zuwenden, ist es notwendig, erst einmal die Ziele des Herstellers mit Zen zu verstehen. Das erste Ziel heißt dabei natürlich, Programme so schnell wie möglich auszuführen. Doch was bedeutet dies eigentlich?

Bild: AMDs Comeback – Ryzen 7 1800X im Test
Eine Software-Anwendung wie etwa ein Rendering-Tool setzt sich intern aus abertausenden Befehlen zusammen, so genannten Instruktionen. Diese werden dann von einem Prozessor gelesen und verarbeitet. Anschließend werden die Ergebnisse im Speicher abgelegt, damit nachfolgende Befehle darauf zugreifen können. Um diese große Menge an Operationen so schnell wie möglich zu erledigen, ist es daher das Ziel, so viele Befehle wie möglich parallel abzuarbeiten, also einen hohen Grad an Befehls-Parallelität (engl. Instruction-Level Parallelism) zu erreichen.

Dazu bedarf es grob zusammengefasst großer und schneller Befehls- und Datenspeicher (Caches und Register), die nicht nur schnell sind, sondern auch viele Daten/Befehle parallel zur Verfügung stellen können, einer Menge paralleler Befehls-Dekodierer, die der CPU "erklären", was jeder Befehl genau bedeutet, sowie einer Schar von Ausführungseinheiten, die schlussendlich die Befehle ausführen (also z. B. a+b berechnen).

Bild: AMDs Comeback – Ryzen 7 1800X im Test
Damit ist in der Theorie klar, dass man so viele Einheiten von jeder Sorte wie möglich haben möchte. In der Praxis hängen Befehle jedoch häufig voneinander ab, es gibt Verzweigungen im Code und Sprünge, so dass in diesen Fällen große Teile der Hardware ungenutzt wären, was aus Kostensicht sehr ungünstig ist. Daher war es AMDs erklärtes Ziel mit Zen, einen guten Kompromiss zwischen Kosten und hoher Befehlsparallelität in der Praxis (!) zu erreichen. Um dies zu erzielen, hat AMD keinen Stein auf dem anderen gelassen und eine komplett neue Mikroarchitektur entwickelt, die auf den nächsten Seiten im Detail vorgestellt wird.

Wer übrigens wissen will, was AMD selbst zu seiner neuen Architektur zu berichten weiß, wird im nachfolgenden YouTube Video fündig, in dem Mike Clark die Architektur im Detail vorstellt und einige interessante Hintergründe erläutert.

AMD Zen ab 1:02:00