การเปลี่ยนแปลงและเทคโนโลยีใหม่ๆ ในซีพียู “AMD Ryzen 3000 Series”

หลังจากที่ได้รับการเปิดตัวที่งาน CES ตั้งแต่เมื่อช่วงต้นปี ในที่สุดซีพียู Ryzen 3000 Series ในชื่อรหัส Matisse ของ AMD ก็ได้เวลานำออกสู่ตลาดและวางจำหน่ายอย่างเป็นทางการ ซึ่งตลอดระยะเวลาที่ผ่านมานี้ ต้องยอมรับว่าซีพียูรุ่นใหม่นี้เป็นอะไรที่ถูกกล่าวถึงอย่างมากทีเดียว เพราะผลการทดสอบที่ปรากฏออกมา (ทั้งจาก AMD และสื่อต่างๆ) ต่างก็แสดงให้เห็นว่า ซีพียู Ryzen เจนเนอเรชั่นใหม่นี้ มีประสิทธิภาพดีขึ้นอย่างชัดเจน ไม่ว่าจะเป็นการทำงานแบบ Sing-Thread หรือว่า Multi-Thread ก็ตาม

คำถามที่อดคิดไม่ได้ก็คือ เหตุใดซีพียู Ryzen 3000 Series รุ่นใหม่นี้ จึงมีประสิทธิภาพดีขึ้นจนทำให้ต้องสนใจกันขนาดนั้น และมันมีอะไรที่เปลี่ยนไปจากเดิมบ้าง เมื่อเทียบกับรุ่นที่ผ่านๆ มา มาดูคำตอบกันว่าแท้จริงแล้ว มันเป็นอย่างไรกันแน่

แรงขึ้น ด้วยสถาปัตยกรรม Zen 2

แน่นอนว่า หัวใจสำคัญที่ทำให้ซีพียู AMD Ryzen 3000 Series มีประสิทธิภาพการทำงานสูงขึ้นอย่างชัดเจนก็คือ ซีพียูได้ถูกผลิตออกมาโดยมีการปรับเปลี่ยนมาใช้สถาปัตยกรรม Zen 2 และสถาปัตยกรรมใหม่นี้ แม้ว่ามันจะมีพื้นฐานมาจากสถาปัตยกรรม Zen ที่เคยใช้กับซีพียู Ryzen เจนเนอเรชั่นก่อน แต่หลายๆ อย่างก็ได้รับการปรับปรุงและเปลี่ยนไปจากเดิมไม่น้อยเลย ยกตัวอย่างเช่น

  • ใช้เทคนิคการคาดเดาคำสั่งแบบใหม่ที่ชื่อว่า TAGE (Tagged Geometry) branch predictor ซึ่งทำงานได้แม่นยำขึ้นและจัดการกับชุดคำสั่งที่มีความต่อเนื่องได้ดีกว่าเดิม พร้อมกันนี้ยังได้ปรับปรุงวิธีการดึงคำสั่งใหม่ เพื่อให้เหมาะกับการทำงานของแอปพลิเคชันในปัจจุบัน
  • ปรับปรุงโครงสร้างของหน่วยความจำแคช L1 ใหม่ โดยมีการเพิ่มขนาดของ micro-Op ให้ใหญ่ขึ้นเป็นสองเท่า
  • ปรับเปลี่ยนหน่วยความจำแคช L1 ทั้งสำหรับส่วนของคำสั่ง (ICache) และข้อมูล (DCache) ให้เป็นแบบ 8-Way Associative เพื่อให้เข้าถึงได้เร็วขึ้น แต่ก็ลดขนาดให้เหลือเพียง 32KB (สถาปัตยกรรม Zen+ เดิมจะมีขนาด 64KB แต่เป็นแบบ 4-Way
  • ยังคงออกแบบให้แต่ละแกนหลักของซีพียู (Core) มีหน่วยความจำแคช L2 มีขนาด 512KB และเป็นแบบ 8-way Associative
  • ปรับปรุง Branch Target Buffer ระดับต่างๆ ให้มีจำนวนทางเข้ามากขึ้น พร้อมกับปรับ ITA (Indirect Target Array) ให้มีขนาดใหญ่กว่า 1K
  • เพิ่มขนาดหน่วยความจำแคช L3 ให้มีขนาดใหญ่กว่าเดิมอย่างน้อยสองเท่า เพื่อลด Latency ของการเข้าถึงข้อมูลในหน่วยความจำหลัก (RAM) และเรียกชื่อหน่วยความจำแคช L3 นี้ใหม่ว่า หน่วยความจำ “Gamecache”
  • ปรับปรุงระบบ Load/Store ให้ทำงานได้เร็วขึ้น และรองรับคิวได้มากกว่าเดิม
  • เพิ่มจำนวน AGU (Address Generation Unit) ให้มีจำนวนมากขึ้นเป็น 3 ชุด
  • รองรับการประมวลผลชุดคำสั่ง AVX256 แบบ Single-op

  

AMD อ้างว่า การปรับเปลี่ยนมาใช้สถาปัตยกรรมใหม่นี้ ช่วยทำให้ซีพียู AMD Ryzen 3000 Series สามารถประมวลผลคำสั่งในแต่ละรอบสัญญาณนาฬิกาได้มากขึ้นถึง 15 เปอร์เซ็นต์ และถ้าดูจากผลการทดสอบการประมวลผลแบบ Single Thread ของซีพียูโดยใช้โปรแกรม Cinebench R20 ก็จะเห็นได้ว่า การใช้ความสามารถจากแกนหลักเพียแกนเดียวของซีพียู AMD Ryzen 5 3600 นั้น แม้ซีพียูจะมีความเร็วในการทำงานต่ำกว่า แต่ก็มีประสิทธิภาพดีกว่ากว่าซีพียู Ryzen 7 2700X ที่เป็นเจนเนอเรชั่นก่อนถึง 9 เปอร์เซ็นต์ทีเดียว

ใช้เทคโนโลยีการผลิตขนาด 7 นาโนเมตร

ซีพียู Ryzen ของ AMD เริ่มต้นผลิตออกสู่ตลาดเมื่อปี 2017 ด้วยการใช้เทคโนโลยีการผลิตขนาด 14 นาโนเมตร และปรับเปลี่ยนมาเป็น 12 นาโนเมตร เมื่อพัฒนาต่อมาเป็นซีพียู Ryzen เจนเนอเรชั่นที่ 2 ซึ่งวางจำหน่ายภายใต้รุ่น 2000 Series แต่ในเจนเนอเรชั่นที่ 3 หรือรุ่น 3000 Series นี้ ซีพียูจะเปลี่ยนมาใช้เทคโนโลยีการผลิตที่มีขนาดเล็กลงเป็น 7 นาโนเมตร ในรูปแบบ FinFET (ผลิตโดย TSMC) พร้อมกับใช้พื้นฐานเดียวกับซีพียู EPYC (ชื่อรหัส Rome) ที่ออกแบบไว้สำหรับเครื่องเซิร์ฟเวอร์ โดยซีพียูจะผลิตออกมาในลักษณะ Multi-Chip Module ที่ประกอบด้วยแกนหลักซีพียูจำนวน 2 Die ซึ่งแต่ละ Die ที่ถูกเรียกว่า “Chiplets” จะมีจำนวนแกนหลักได้สูงสุด 8 แกน (แต่ละแกนประมวลผลได้พร้อมกัน 2 เทรด) และมีชิปที่เป็นส่วนควบคุมระบบ I/O ซึ่งใช้เทคโนโลยีการผลิตขนาด 12 นาโนเมตร มารวมไว้บนตัวซีพียูด้วย

การใช้เทคโนโลยีการผลิตที่มีขนาดเล็กลงนี้ ทำให้ซีพียู AMD Ryzen 3000 Series มีประสิทธิภาพสูงขึ้น โดยที่ยังคงมีค่า TDP สูงสุด 105 วัตต์เท่านั้น และที่ประสิทธิภาพการทำงานระดับเดียวกันนั้น AMD ก็อ้างว่าซีพียู Ryzen เจนเนอเรชั่นใหม่นี้ก็จะใช้พลังงานต่ำกว่าเดิมอย่างเห็นได้ชัดเจน รวมทั้งซีพียูยังสามารถทำงานด้วยความเร็วสัญญาณนาฬิกาสูงๆ ได้โดยไม่มีปัญหาเรื่องความร้อนเลย

เพิ่มความเร็วโดยอัตโนมัติ เมื่อระบบต้องการ

ผลจากการใช้เทคโนโลยีการผลิตที่มีขนาดเล็กลงเป็น 7 นาโนเมตรในรูปแบบ FinFIT นอกจากจะทำให้ซีพียู AMD Ryzen 3000 Series ใช้พลังงานต่ำลงแล้ว ยังทำให้ซีพียูทำงานด้วยความเร็วสัญญาณนาฬิกาที่สูงกว่าเดิมด้วย โดยซีพียูทุกรุ่นที่ผลิตออกมาตอนนี้จะมีความเร็ว Base Clock ตั้งแต่ 3.6GHz ขึ้นไป และเพิ่มสูงขึ้นได้โดยอัตโนมัติตามระดับการโหลดและสภาพแวดล้อมการทำงาน โดยใช้เทคโนโลยี Precision Boost 2 และ Precision Boost Overdrive ที่ได้รับการปรับปรุงใหม่ เพื่อให้เพิ่มความเร็วได้ดีขึ้น ทั้งเมื่อซีพียูทำงานแบบ Single Core และ Multi-Core

รองรับหน่วยความจำ DDR4 ความเร็วสูงขึ้น

ซีพียู AMD Ryzen เจนเนอเรชั่นใหม่ภายใต้รุ่นตัวเลข 3000 Series นี้ยังคงทำงานร่วมกับหน่วยความจำ DDR4 แบบ Dual Channel เหมือนเดิม แต่ที่ต่างไปจากเดิมก็คือ ซีพียูจะรองรับความเร็วในการทำงานของหน่วยความจำได้สูงขึ้นเป็น 3,200MHz (ความเร็วมาตรฐานจาก AMD) หรือถ้าต้องการใช้ความเร็วที่สูงกว่านี้ก็ทำได้อย่างไม่มีปัญหา เนื่องจากคอนโทรลเลอร์หน่วยความจำที่รวมอยู่กับซีพียูนั้น รองรับความเร็วในรูปแบบของการโอเวอร์คล๊อกด้วย โดยมีการเปิดเผยข้อมูลว่ามันสามารถรองรับความเร็วหน่วยความจำ DDR4 ได้ถึง 5,000MHz ทีเดียว

สามารถปรับแต่งและโอเวอร์คล๊อกได้ง่ายขึ้น

การโอเวอร์คล๊อก ยังคงเป็นความสามารถหนึ่งของซีพียูที่ผู้ใช้ส่วนใหญ่ต้องการ และในกรณีของซีพียู Ryzen เจนเนอเรชั่นใหม่นี้มันก็ยังคงทำได้ทุกรุ่น ทุกรหัส เนื่องจากซีพียูยังคงไม่มีการถูกล็อคตัวคูณสัญญาณนาฬิกาใดๆ นอกจากนี้ยังทำได้ง่าย โดยไม่จำเป็นต้องอาศัยการตั้งค่าจากไบออสเลย ที่สำคัญ AMD ก็มีโปรแกรม Ryzen Master ให้ดาวน์โหลดมาใช้กันแบบฟรีๆ ด้วย

ทำงานเข้ากันได้กับ Windows 10 อย่างสมบูรณ์

ที่ผ่านๆ มา โครงสร้างซีพียูสถาปัตยกรรม Zen ที่จัดกลุ่มแกนหลักเป็นแบบ CPU Complex (CCX) อาจจะทำงานกับระบบปฏิบติการ Windows 10 ได้ไม่ดีนัก แต่หลังจากที่ไมโครซอฟท์ได้ปล่อย Windows 10 May 2019 Update หรือเวอร์ชัน 1903 ออกมาให้อัพเดต ข้อจำกัดต่างๆ ที่เคยเกิดขึ้นจากการทำงานซีพียู Ryzen ก็ไม่มีให้เห็นอีกต่อไปแล้ว นอกจากนี้ Windows Scheduler ที่คอยทำหน้าที่จัดลำดับการประมวลผลที่ได้รับการอัพเดตใหม่ ก็สามารถทำงานกับซีพียู Ryzen ได้อย่างสมบูรณ์ และในบางกรณีนั้น AMD ก็ยังอ้างด้วยว่า มันสามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้สูงถึง 15 เปอร์เซ็นต์ โดยที่ผู้ใช้ไม่ต้องทำอะไรเลย

ยังคงใช้งานกับเมนบอร์ดซ็อกเก็ต AM4

ซีพียู AMD Ryzen 3000 Series ยังคงรองรับการทำงานด้วยเมนบอร์ดซ็อกเก็ต AM4 เหมือนกับรุ่นก่อนๆ และข้อดีคือมันยังคงสามารถใช้งานกับเมนบอร์ดที่มีอยู่ในปัจจุบันได้อย่างไม่มีปัญหา ทั้งรุ่นที่ใช้ชิปเซ็ต X470, B450, X370 และ B350 เพียงแค่อัพเดตไบออสของเมนบอร์ดให้รองรับซีพียูเท่านั้น ซึ่งนั่นทำให้ผู้ใช้สามารถอัพเกรดซีพียู เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานได้สะดวกมาก แต่อย่างไรก็ดีการใช้งานลักษณะนี้ก็ขึ้นอยู่กับผู้ผลิตเมนบอร์ดด้วยว่าจะมีไบออสของเมนบอร์ดรุ่นใดให้อัพเดตบ้าง

นอกจากเมนบอร์ดซ็อกเก็ต AM4 ที่ใช้ชิปเซ็ตรุ่นต่างๆ ข้างต้นแล้ว สำหรับผู้ที่ซื้อเครื่องใหม่ก็ยังมีเมนบอร์ดชิปเซ็ต X570 ให้เลือกใช้กับซีพียูอีก และด้วยเมนบอร์ดที่ใช้ชิปเซ็ตรุ่นนี้ ก็จะทำให้สามารถใช้มาตรฐาน PCIe 4.0 ที่ซีพียูรองรับการทำงานได้อย่างสมบูรณ์

ซีพียู AMD Ryzen 3000 ที่พร้อมวางจำหน่าย

ที่กล่าวมาข้างต้นนี้ คือภาพรวมของการเปลี่ยนแปลงต่างๆ และข้อดีที่ผู้ใช้จะได้จากซีพียู AMD Ryzen 3000 Series ที่กำลังจะมีวางจำหน่ายในอีกไม่กี่วันนี้ ซึ่งจะมีทั้งหมด 7 รุ่นคือ

  • AMD Ryzen 9 3900X (12 Core/24 Thread ความเร็ว 3.8GHz เพิ่มได้สูงสุด 4.6GHz TDP 105 วัตต์)
  • AMD Ryzen 7 3800X (8 Core/16 Thread ความเร็ว 3.9GHz เพิ่มได้สูงสุด 4.5GHz TDP 105 วัตต์)
  • AMD Ryzen 7 3700X (8 Core/16 Thread ความเร็ว 3.6GHz เพิ่มได้สูงสุด 4.4GHz TDP 65 วัตต์)
  • AMD Ryzen 5 3600X (6 Core/12 Thread ความเร็ว 3.8GHz เพิ่มได้สูงสุด 4.4GHz TDP 95 วัตต์)
  • AMD Ryzen 5 3600 (6 Core/12 Thread ความเร็ว 3.6GHz เพิ่มได้สูงสุด 4.2GHz TDP 65 วัตต์)
  • AMD Ryzen 5 3400G (4 Core/8 Thread ความเร็ว 3.7GHz เพิ่มได้สูงสุด 4.2GHz TDP 65 วัตต์)
  • AMD Ryzen 3 3200G (4 Core/4 Thread ความเร็ว 3.6GHz เพิ่มได้สูงสุด 4.0GHz TDP 65 วัตต์)

ซีพียู AMD Ryzen 3000 Series ที่กำลังจะเริ่มวางจำหน่ายตอนนี้ หากเป็นซีพียูรุ่นตัวเลขปกติ และรุ่นที่มีตัวอักษร X ต่อท้ายตัวเลข ผู้ใช้จะต้องมีการ์ดแสดงผล PCIe ด้วย เนื่องจากซีพียูยังคงไม่มีระบบกราฟิกในตัว แต่หากเป็นรุ่นที่มีตัวอักษร G ต่อท้าย ซีพียูจะมีระบบกราฟิก Vega ในตัว (Vega 11 สำหรับซีพียู Ryzen 5 3400G และ Vega 8 สำหรับซีพียู Ryzen 3 3200G) โดยระบบกราฟิกนี้แม้ว่าจะเป็นแบบเดียวกับซีพียูเจนเนอเรชั่นก่อน แต่มันจะทำงานด้วยความเร็วที่กว่า

อย่างไรก็ดี ซีพียู Ryzen 3000 Series ที่มีระบบกราฟิก Vega ในตัวนี้ ก็จะแตกต่างไปจากซีพียู Ryzen 3000 Series รุ่นอื่นๆ ตรงที่ซีพียูยังคงใช้สถาปัตยกรรม Zen+ ที่ผลิตด้วยเทคโนโลยีการผลิตขนาด 12 นาโนเมตร และรองรับหน่วยความจำ DDR4 ความเร็ว 2,933MHz เหมือนกับเจนเนอเรชั่นก่อน รวมทั้งยังคงรองรับ PCIe เวอร์ชัน 3.0 แต่กระนั้นมันก็เป็นตัวเลือกที่ดี สำหรับผู้ที่ต้องการความคุ้มค่า ส่วนใครที่ต้องการประสิทธิภาพสูงๆ ไม่ว่าจะเพื่อใช้เล่นเกม ตัดต่อวิดีโอ หรืออะไรก็ตามแต่ ตอนนี้ซีพียู Ryzen 3000 Series ถือเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจมาก และแน่นอนว่ามันจะดีที่สุด หากซีพียู Ryzen 3000 Series ที่คุณซื้อนั้นมีสติ๊กเกอร์ Trusted by Synnex แปะอยู่บนกล่องด้วย

รายละเอียดเพิ่มเติม...https://www.amd.com/en/ryzen


TECH INSIGHT