एएमडी का ज़ेन आर्किटेक्चर: एएमडी के ज़ेन 4 सीपीयू की बुनियादी बातें

एएमडी ने 2017 में अपनी बड़ी वापसी की राइज़ेन सीपीयू, जो अभी भी कुछ हैं सबसे अच्छा आप आज खरीद सकते हैं, और यह सब कंपनी के बिल्कुल नए ज़ेन आर्किटेक्चर की बदौलत संभव हुआ। ज़ेन की सफलता ने एएमडी को लगभग छह वर्षों के भीतर दुनिया की सबसे प्रमुख तकनीकी कंपनियों में से एक बना दिया। यह ज़ेन की कहानी है, इसने एएमडी को कैसे बचाया, और ज़ेन का भविष्य कैसा दिख सकता है।

ज़ेन का एक संक्षिप्त इतिहास

2000 के दशक के अंत में, एएमडी की किस्मत ख़राब थी। केवल कुछ साल पहले, इसके प्रसिद्ध एथलॉन डेस्कटॉप और ओपर्टन सर्वर सीपीयू इंटेल को पछाड़ने के लिए तैयार लग रहे थे, लेकिन अंततः, एएमडी ने अपनी पकड़ खो दी और इंटेल ने अपना काम साफ कर दिया। एएमडी के फेनोम सीपीयू इंटेल के कोर आर्किटेक्चर के सामने टिक नहीं पा रहे थे, और अगर एएमडी फिर से नेतृत्व हासिल करना चाहता है तो कुछ बदलाव की जरूरत है। इसलिए, कंपनी ने बुलडोज़र नामक इस आर्किटेक्चर को विकसित करने का निर्णय लिया और शर्त लगाई कि मल्टी-थ्रेडेड वर्कलोड कंप्यूटिंग का भविष्य होगा।

बुलडोज़र सिर्फ ख़राब नहीं था, वस्तुगत तौर पर यह एएमडी द्वारा अब तक पेश की गई सबसे खराब चीज़ थी. इसका एकल-थ्रेडेड प्रदर्शन बेकार था (पहली पीढ़ी के एफएक्स चिप्स वास्तव में फेनोम II सीपीयू की तुलना में धीमे थे) उन्होंने प्रतिस्थापित कर दिया), इसने बहुत अधिक बिजली की खपत की, और दिन के अंत में, इसका बहु-थ्रेडेड प्रदर्शन सर्वोत्तम था औसत दर्जे का. अगले छह वर्षों तक, एएमडी को इस भयानक वास्तुकला पर निर्भर रहना होगा जबकि इंटेल अपनी सर्वोच्चता के शिखर पर पहुंच गया।

बुलडोजर की पराजय के लगभग तुरंत बाद, एएमडी को एहसास हुआ कि एक साधारण पुनर्निर्माण से इसमें कोई कमी नहीं आएगी और उसने एक बिल्कुल नए आर्किटेक्चर पर काम करना शुरू कर दिया। यह आर्किटेक्चर इंटेल के अनुरूप तैयार किया जाएगा: उच्च एकल-थ्रेडेड प्रदर्शन, उद्योग-विशिष्ट कोर और थ्रेड, और उस प्रकार का लचीलापन जिसने इसे सबसे निचले स्तर के उपभोक्ता सीपीयू से लेकर उच्चतम स्तर के सर्वर तक हर चीज के लिए उपयुक्त बना दिया चिप्स. एएमडी ने बाद में इस आर्किटेक्चर को ज़ेन नाम दिया, और 2017 में इसके पहले ज़ेन सीपीयू के लॉन्च ने एक नई शुरुआत की एएमडी के लिए शुरुआत, और हालांकि ज़ेन इंटेल के कोर आर्किटेक्चर से तुलना नहीं कर सका, लेकिन यह बहुत दूर नहीं था बंद।

जबकि कंप्यूटिंग उद्योग, सीपीयू उत्साही और यहां तक ​​कि एएमडी को भी उम्मीद थी कि प्रदर्शन नेतृत्व की राह लंबी होगी, वास्तव में यह काफी छोटी थी। ज़ेन का उत्तराधिकारी ज़ेन 2, 2019 में लॉन्च हुआ और इंटेल को पानी से बाहर निकालकर लगभग सभी को चौंका दिया। एएमडी ने लगभग हर सेगमेंट में मल्टी-थ्रेडेड प्रदर्शन में भारी बढ़त हासिल की, इसमें काफी बेहतर बिजली दक्षता थी वस्तुतः हर कार्यभार, और यहां तक ​​कि एकल-थ्रेडेड प्रदर्शन में इंटेल से भी आगे निकल गया, जो एएमडी एक दशक से अधिक समय से करने में सक्षम नहीं था।

यहां से, एएमडी के लिए राह आसान हो गई। एएमडी के लिए प्रगति करने के लिए सर्वर बाज़ार सबसे महत्वपूर्ण क्षेत्र था (और अभी भी है)। 2020 में जब ज़ेन 3 आया, तो एएमडी ने 7% बाज़ार को नियंत्रित किया, जो ज़ेन के आने से पहले लगभग 0% था बाहर। इसे और भी आसान बना दिया गया क्योंकि इंटेल ने शक्तिशाली 10 एनएम सीपीयू लॉन्च करने की अपनी योजना को पूरी तरह से खराब कर दिया, जिससे एएमडी को पुराने और व्यावहारिक रूप से अप्रचलित 14 एनएम चिप्स का सामना करना पड़ा। जो इंटेल द्वारा अब तक बनाए गए कुछ सबसे खराब हैं.

हालाँकि, 2021 के अंत तक, इंटेल ने आखिरकार अपना काम कर लिया और अपने 10nm एल्डर लेक चिप्स लॉन्च कर दिए। यह बिल्कुल स्पष्ट हो गया कि एएमडी ने बाज़ार का ट्रैक खो दिया और अपने प्रदर्शन नेतृत्व में बहुत अधिक फंस गया, जैसा कि इंटेल के पास नहीं था डेस्कटॉप पर $300 के निशान से नीचे प्रतिस्पर्धा, क्योंकि AMD ने कभी भी बजट Ryzen 5000 चिप्स लॉन्च करने की जहमत नहीं उठाई, जब तक कि Intel ने इसके लिए दबाव नहीं डाला। मुद्दा। एल्डर लेक के लॉन्च के बाद के महीने एएमडी के लिए थोड़े कठिन थे, लेकिन इसने अभी भी सर्वर बाजार में बढ़त बनाए रखी और Ryzen 7 5800X3D और इसके लिए गेमिंग लीड को फिर से हासिल कर लिया। 3डी वी-कैश.

आज, ज़ेन अपने चौथे प्रमुख पुनरावृत्ति पर है, ज़ेन 4 को 2022 के अंत में लॉन्च किया जाएगा रायज़ेन 7000 श्रृंखला और एपिक चौथी पीढ़ी। ज़ेन आर्किटेक्चर का यह नवीनतम संस्करण उच्च प्रदर्शन पर केंद्रित है, जो मूल ज़ेन आर्किटेक्चर के बिल्कुल विपरीत है, जो बेहतर मूल्य पर केंद्रित है। हालाँकि ज़ेन 4 मूल ज़ेन से काफी अलग है, लेकिन कुछ बुनियादी बातें हैं जिन्हें एएमडी ने अभी तक नहीं छोड़ा है और शायद कुछ समय तक नहीं छोड़ेंगे।

सीसीएक्स, चिपलेट और कोर

जबकि एएमडी ने पिछले कुछ वर्षों में अपने ज़ेन आर्किटेक्चर में कई चीजों में सुधार किया है, ज़ेन के बारे में बहुत सी चीजें हैं यह शुरुआत से ही मौलिक रूप से सच है, और कुछ नई चीजें हैं जो ज़ेन को आकार देंगी आगे। मैं सीसीएक्स, चिपलेट्स और कोर के बारे में बात कर रहा हूं, जो आधुनिक ज़ेन चिप्स के मूलभूत पहलू हैं।

ज़ेन आर्किटेक्चर शक्तिशाली है, लेकिन यह इंटेल जैसी कंपनियों के प्रतिस्पर्धी डिज़ाइन जितना लचीला नहीं है। जबकि अधिकांश सीपीयू में सबसे छोटा बिल्डिंग ब्लॉक कोर है, ज़ेन के लिए यह कोर कॉम्प्लेक्स या सीसीएक्स है। CCX कोर का एक समूह है और इसमें (लेखन के समय) दो, चार या आठ कोर हो सकते हैं, इसका अपना L3 कैश होता है, और एक ही CPU में अन्य CCX के साथ काम करता है। सीसीएक्स अनिवार्य रूप से अपने आप में एक पूर्ण सीपीयू है, जो अच्छी और बुरी दोनों चीज है। प्रत्येक सीसीएक्स अपने आप में बहुत सक्षम है, लेकिन सीसीएक्स के बीच संचार में काफी समय लगता है, जिससे प्रदर्शन कम हो जाता है।

एएमडी के लिए, सीसीएक्स की सामान्यीकृत प्रकृति कुछ मुख्य गणनाओं की पेशकश करना चुनौतीपूर्ण बनाती है। उदाहरण के लिए, यदि एएमडी छह-कोर सीपीयू बनाना चाहता है, तो वह सिर्फ छह कोर वाली चिप विकसित नहीं कर सकता, क्योंकि एएमडी के पास छह-कोर सीसीएक्स नहीं है। प्रारंभ में, एएमडी के पास केवल चार-कोर सीसीएक्स था, इसलिए उसे छह-कोर सीपीयू प्राप्त करने के लिए उनमें से दो सीसीएक्स के साथ एक चिप लेने और प्रत्येक पर एक कोर को अक्षम करने की आवश्यकता थी। आज, एएमडी आठ-कोर सीसीएक्स के साथ एक चिप लेता है और उस पर दो कोर को अक्षम करके छह कर देता है। तकनीकी रूप से एएमडी अधिक विकल्प प्राप्त करने के लिए विभिन्न आकारों के सीसीएक्स को जोड़ सकता है, लेकिन मैं उस पर बाद में चर्चा करूंगा।

ज़ेन 2 के साथ, एएमडी ने ज़ेन को और भी अधिक शक्तिशाली बनाने के लिए चिपलेट्स विकसित किए। जबकि मूल ज़ेन आर्किटेक्चर ने उच्च कोर गणना प्राप्त करने के लिए बस कई सीपीयू को एक साथ जोड़ दिया, ज़ेन 2 चिपलेट्स ने सीपीयू कोर को अपने चिप्स और बाकी सभी चीज़ों पर रखकर एक क्रांतिकारी अवधारणा पेश की एक और। चिपलेट डिज़ाइन पारंपरिक मोनोलिथिक डिज़ाइन के विरोध में है, जिसमें सभी सीपीयू फ़ंक्शन एक ही चिप पर मौजूद होते हैं। कोर वाले चिपलेट्स को कोर कॉम्प्लेक्स डाइज़ (या सीसीडी) कहा जाता है, जिसमें एक या दो सीसीएक्स हो सकते हैं, और बाकी सभी चीज़ों वाले चिपलेट्स आई/ओ डाइज़ (या आईओडी) होते हैं।

चिपलेट्स के कई फायदे हैं जो एएमडी के सीपीयू को मितव्ययी रूप से बनाने के लक्ष्य के अनुरूप हैं। सबसे पहले, समान विशेषताओं वाले बड़े चिप्स की तुलना में बहुत सारे छोटे चिप्स बनाना सस्ता है। दूसरे, इससे सुपर हाई कोर काउंट वाले सीपीयू बनाना आसान हो जाता है क्योंकि आपको बस अधिक चिप्स जोड़ना होता है। शायद सबसे बड़ा फायदा लचीलापन है, क्योंकि एएमडी लगभग पूरे डेस्कटॉप और सर्वर बाजार को कवर करने में सक्षम है एक प्रकार की सीसीडी और दो प्रकार की आईओडी। एएमडी के पास अब और अधिक लचीलेपन के लिए 3डी वी-कैश नामक कैश चिपलेट्स भी हैं अनुकूलन.

एएमडी का नवीनतम नवाचार ज़ेन 4सी के साथ ज़ेन कोर के सघन वेरिएंट की शुरूआत है। ज़ेन वास्तुकला के ये सघन संस्करण पूरी तरह से नियमित संस्करणों के समान हैं सिवाय इसके कि वे बहुत छोटे हैं, जिससे एएमडी के 16-कोर ज़ेन 4सी सीसीडी का आकार आठ-कोर ज़ेन के समान हो सकता है। 4 सीसीडी. हालाँकि, वह बढ़ा हुआ घनत्व सी-टाइप कोर को उस घड़ी की गति तक पहुंचने से रोकता है जो नियमित कोर कर सकते हैं। यह ज़ेन सी-वेरिएंट कोर को हाई-कोर काउंट सीपीयू के लिए अधिक पसंदीदा बनाता है, जिन्हें शानदार सिंगल-थ्रेडेड प्रदर्शन की आवश्यकता नहीं होती है।

इस प्रकार के कोर उपभोक्ता अनुप्रयोगों के लिए भी उपयोगी हैं। एएमडी का फीनिक्स 2 एपीयू दो-कोर ज़ेन 4 सीसीएक्स को चार-कोर ज़ेन 4सी सीसीएक्स के साथ जोड़ता है, जो विभिन्न आकारों के सीसीएक्स को संयोजित करने वाला पहला है। दो अलग-अलग कोर का उपयोग करना हाइब्रिड आर्किटेक्चर कहलाता है, और संपूर्ण विचार यह है कि नियमित कोर का उपयोग सिंगल-थ्रेडेड वर्कलोड के लिए किया जाता है जबकि सी-टाइप कोर मल्टी-थ्रेडेड में मदद करते हैं कार्यभार. हालाँकि यह चिप AMD के लिए असामान्य रूप से विशिष्ट दिखती है, लेकिन गैर-हाइब्रिड फीनिक्स चिप उपलब्ध नहीं होने की स्थिति में इसका उपयोग वास्तव में निचले स्तर के Ryzen APUs के लिए भी किया जा सकता है।

ज़ेन आर्किटेक्चर के साथ, एएमडी ने पूरी तरह से इस बात पर ध्यान केंद्रित किया है कि इसके बिना व्यापक तरीके से बाजार को कैसे कवर किया जाए प्रोसेसर विकसित करने में समय और संसाधन बर्बाद हो रहे हैं, जो एएमडी अपने अपेक्षाकृत छोटे आकार के कारण नहीं कर सकता। कंप्यूटिंग उद्योग के प्रत्येक खंड के साथ अलग व्यवहार करने के बजाय, एएमडी एक सामान्यीकृत दृष्टिकोण का उपयोग करता है और हर चीज को कवर करने के लिए केवल कुछ डिज़ाइन और व्यक्तिगत चिप्स विकसित करता है। जबकि इंटेल ने एल्डर लेक के लिए चार डिज़ाइन बनाए, जो केवल डेस्कटॉप और लैपटॉप को कवर करते थे, एएमडी के पास डेस्कटॉप, लैपटॉप और सर्वर सीपीयू के लिए एक ज़ेन 3 सीसीएक्स डिज़ाइन था।

ज़ेन का भविष्य

इतनी नवोन्मेषी और चतुर कंपनी होने के नाते, यह अनुमान लगाना कभी आसान नहीं है कि एएमडी आगे क्या करेगा। एएमडी ने 2024 में ज़ेन 5 सीपीयू लॉन्च करने की अपनी योजना का खुलासा किया है, लेकिन इसके अलावा हम निश्चित रूप से कुछ भी नहीं जानते हैं। शायद हम देखेंगे कि एएमडी हाइब्रिड सीपीयू के व्यापक प्रसार की पेशकश करता है, शायद कुछ ऐसे भी जो डेस्कटॉप और सर्वर के लिए दोनों दुनिया के सर्वश्रेष्ठ की पेशकश करने के लिए नियमित और सी-वेरिएंट सीसीडी को जोड़ते हैं।

जब ज़ेन के भविष्य की बात आती है, तो हम एएमडी के प्रतिस्पर्धियों, मुख्य रूप से इंटेल और आर्म को भी नज़रअंदाज नहीं कर सकते। जबकि ज़ेन निर्विवाद रूप से एक अच्छा आर्किटेक्चर है, मूल ज़ेन आर्किटेक्चर की शुरुआत के बाद से एएमडी की अधिकांश सफलता 2010 के दौरान इंटेल की रणनीतिक गलतियों के कारण है। लेकिन न केवल इंटेल ने आखिरकार अपनी वापसी कर ली है, बल्कि एक नया चैलेंजर भी आ रहा है, क्योंकि आर्म पीसी और सर्वर में घुसपैठ कर रहा है। यदि एएमडी अपनी स्थिति बनाए रखना और सुधारना चाहता है, तो ज़ेन को हर पीढ़ी में बेहतर होते रहना होगा।