Zen (マイクロアーキテクチャ)

Zen はAMDのコンピューター プロセッサマイクロアーキテクチャファミリであり、2017 年 2 月に第 1 世代のRyzen CPU とともに初めてリリースされました。Ryzen (デスクトップおよびモバイル)、Ryzen Threadripper (ワークステーションおよびハイエンド デスクトップ)、 Epyc (サーバー)で使用されています。

第一世代のZenは、2017年2月にRyzen 1000シリーズのCPU（コードネームSummit Ridge）とともに発売されました。 ^{[14]最初のZenベースのプレビューシステムは}E3 2016でデモされ、 Intel Developer Forum 2016から1ブロック離れた場所で開催されたイベントで初めて詳細が発表されました。最初のZenベースのCPUは2017年3月初旬に市場に登場し、Zen派生のEpycサーバープロセッサ（コードネーム「Naples」）は2017年6月に発売され、 ^[15] ZenベースのAPU（コードネーム「Raven Ridge」）は2017年11月に登場しました。 ^[16]この最初のZenイテレーションでは、GlobalFoundriesの14nm製造プロセスが採用されました。^[17]中国市場向けに改良されたZenベースのプロセッサも、AMDと中国の合弁会社によって製造されました。

Zen+は2018年4月に初めてリリースされ、^[18]主流のデスクトップシステム向けのRyzen 2000（コードネーム「Pinnacle Ridge」）とハイエンドデスクトップセットアップ向けのThreadripper 2000（コードネーム「Colfax」）として知られる第2世代のRyzenプロセッサを搭載しています。Zen+は、GlobalFoundriesの14nmノードの強化版である12nmプロセスを採用しています。^{[19] [20]}

Ryzen 3000シリーズのCPUは2019年7月7日にリリースされました^{[21] [22]}一方、Zen 2ベースのEpycサーバーCPU（コードネーム「Rome」）は2019年8月7日にリリースされました。^{[23] Zen 2 Matisse製品は、} TSMCの7nmプロセスノードを使用した最初のコンシューマーCPUでした。^[24] Zen 2は、デスクトップ、ワークステーション、およびサーバーのCPUがすべてマルチチップモジュール（MCM）として製造されるチップレットベースのアーキテクチャを導入しました。これらのZen 2製品は同じコアチップレットを使用しますが、ハブアンドスポークトポロジで異なるアンコアシリコン（異なるIOダイ）に接続されます。このアプローチは、同じダイ（Zeppelin）がSummit Ridge製品（Ryzen 1000シリーズ）のシンプルなモノリシックパッケージで使用され、第1世代のEpycおよびThreadripper製品ではMCM（最大4つのZeppelinダイ）内の相互接続されたビルディングブロックとして使用されるZen 1製品とは異なります。^[25]初期のZen 2製品では、IO機能とアンコア機能はこの別のIOダイ内で実行され、^[26]メモリコントローラー、コア間通信を可能にするファブリック、およびアンコア機能の大部分が含まれています。 Matisseプロセッサで使用されるIOダイはGF 12 nmで製造された小さなチップですが、^[27] ThreadripperおよびEpycに使用されるサーバーIOダイははるかに大きいです。^[27]サーバーIOダイは最大8つの8コアチップレットを接続するハブとして機能し、MatisseのIOダイは最大2つの8コアチップレットを接続できます。これらのチップレットはAMD独自の第2世代Infinity Fabric ^[27]によってリンクされており、コア間およびIO間の低レイテンシ相互接続を可能にしています。チップレット内の処理コアは4つのコアからなるCCX (コアコンプレックス) に編成され、互いにリンクされて1つの8コアCCD (コアチップレットダイ) を形成しています。^[28]

Zen 2は、 Ryzen 4000として販売されているモバイルおよびデスクトップAPUのライン、第4世代Xboxコンソール、PlayStation 5にも搭載されています。Zen 2コアマイクロアーキテクチャは、主流のモバイルやその他のエネルギー効率の高い低消費電力コンピューティング製品を対象とした6nmシステムオンチップであるMendocino APUにも使用されています。^[29]

Zen 3は2020年11月5日にリリースされ、^[30]より成熟した7nm製造プロセスを採用し、Ryzen 5000シリーズのCPUとAPU ^[30]（コードネーム「Vermeer」（CPU）と「Cézanne」（APU））およびEpycプロセッサ（コードネーム「Milan」）に搭載されています。 Zen 3のZen 2に対する主なパフォーマンス向上は、統合CCXの導入です。つまり、各コアチップレットは、それぞれ16MBのL3キャッシュにアクセスできる4つのコアの2セットではなく、32MBのL3キャッシュにアクセスできる8つのコアで構成されるようになりました。^[31]

2022年4月1日、AMDは改良されたZen 3+アーキテクチャを採用した新しいRyzen 6000シリーズをラップトップ向けにリリースし、APUに統合されたRDNA 2グラフィックスを初めてPCに導入しました。^[32]

3D V-Cacheを搭載したZen 3は、2021年5月31日に正式にプレビューされました。 ^[33] Zen 3との違いは、CCD内の通常のL3キャッシュの上に3DスタックL3キャッシュが含まれており、合計96MBを提供していることです。これを採用した最初の製品であるRyzen 7 5800X3Dは、2022年4月20日にリリースされました。追加されたキャッシュにより、ゲームアプリケーションで平均約15％のパフォーマンス向上がもたらされます。^[34]

サーバー向けの3D V-Cacheを搭載したZen 3（コードネームMilan-X）は、2021年11月8日にAMDのAccelerated Data Center Premiere Keynoteで発表されました。Zen 3のMilan CPUとのソケット互換性を維持しながら、特定のデータセンターアプリケーションで50％のパフォーマンス向上をもたらします。^[35] Milan-Xは2022年3月21日にリリースされました。^[36]

Zen 4を搭載したEpycサーバーCPU （コードネームGenoa）は、2021年11月8日にAMDのAccelerated Data Center Premiere Keynoteで正式に発表され、^[37] 1年後の2022年11月に発売されました。^[38]最大96個のZen 4コアを搭載し、PCIe 5.0とDDR5の両方をサポートしています。

さらに、Zen 4 Cloud（ Zen 4の派生版）も発表された。Zen 4cは、標準のZen 4よりも大幅に高い密度を持ちながら、より高い電力効率を実現するように設計されている。これは、Zen 4のコアとキャッシュを再設計して、密度と計算スループットを最大化することで実現されている。Zen 4よりもL3キャッシュが50％少なく、クロックもそれほど高くできない。Bergamo（Epyc 9704シリーズ）は最大128個のZen 4cコアを持ち、Genoaとソケット互換性がある。2023年6月にリリースされた。^[39] Zen 4cコアを使用する別のサーバー製品ラインはSiena（Epyc 8004シリーズ）で、最大64個のコアを持ち、異なる小さなソケットを使用し、高性能よりも小型、コスト、電力、熱フットプリントを優先するユースケースを対象としている。^[40]

Zen 4とZen 4 CloudはどちらもTSMCの5nmノードで製造されています。^[39]

Zen 4は、Epyc 9004、9704、8004サーバープロセッサ（それぞれGenoa、Bergamo、Siena）に加えて、Ryzen 7000メインストリームデスクトッププロセッサ（コードネーム「Raphael」）^[41] 、ハイエンドモバイルプロセッサ（コードネーム「Dragon Range」）および薄型軽量モバイルプロセッサ（コードネーム「Phoenix」）にも搭載されています。^{[42]また、} Ryzen 8000 GシリーズのデスクトップAPUにも搭載されています。 ^[43]

Zen 5は、2022年5月にAMDのZenロードマップに掲載されました。[ ^44] TSMCの4nmおよび3nm プロセスが使用されると考えられています。[ ^45] Ryzen 9000メインストリームデスクトッププロセッサ（コードネーム「Granite Ridge」）、ハイエンドモバイルプロセッサ（コードネーム「Strix Point」）、およびEpyc 9005サーバープロセッサ（コードネーム「Turin」）に搭載されます。

Zen 5cはZen 5コアのコンパクト版であり、主にハイパースケールクラウドコンピューティングサーバーの顧客を対象としています。^[46]

2024年8月9日、「 Sinkclose 」と呼ばれる脆弱性が発表され、その日のすべてのZenベースのプロセッサに影響を及ぼしました。Sinkcloseはシステム管理モード（SMM）に影響します。これは、最初にオペレーティングシステムカーネルを侵害することによってのみ悪用できます。影響を受けると、ウイルス対策ソフトウェアによる検出を回避し、オペレーティングシステムを再インストールした後でもシステムを侵害する可能性があります。AMDは、2024年8月20日にパッチをリリースしました。^{[47] [48] [49]}