AMD Zen 3、Ryzen 4000の発売日、スペック、性能、我々が知っているすべてのこと

2020/09/08 01:512020/11/25 10:45

AMDのZen 3アーキテクチャは、AMDがこれまでで最も成功を収めてきたアーキテクチャの新バージョンをベースにした強力なチップの新たな波の舞台となることが今年予定されています。新しいZen 3マイクロアーキテクチャは、AMDのベストCPUリストに間もなく選出されるRyzen 4000 "Vermeer "デスクトップ・プロセッサ、Ryzen 5000ラップトップ・チップ、EPYC Milanデータセンター・プロセッサなど、AMDの次世代チップのフルラインアップの電源となります。

AMDのオリジナルのZenマイクロアーキテクチャは、デスクトップ・プロセッサ設計の根本的な見直しを市場にもたらし、その過程で同社を倒産の危機から救いました。また、Zenベースの「Naples」チップは、現在業界を席巻しているチップレットベースの設計への道を開き、単一の支配的なプレーヤーによる技術革新の停滞に悩まされてきた業界において、コア数と価格に新たな基準を設けました。

AMDがZenで急速に成功したことは印象的でしたが、それはAMDの複数年にわたるロードマップの最初の一歩に過ぎませんでした。Intelが10nmプロセスへの移行に苦戦する中、AMDはZen 2アーキテクチャを7nmプロセスの「Matisse」チップに搭載したことで、価格、パフォーマンス、スケーリング、効率性においてAMDの優位性を確固たるものにしました。これがきっかけとなって、AMDは加速的にインテルから市場シェアを奪い続け、株式評価額は史上最高額に達したため、チップメーカーの運勢は大きく好転しました。

そして今、インテルが7nmプロセスへの移行のさらなる遅れに直面しているため、Zen 3の市場投入が間近に迫っている。AMDは、Zen 3は全く新しいアーキテクチャを搭載しているという。予想されるIPC（インストラクション・パー・サイクル）スループットの向上と4.9GHzまでのブーストの兆候と合わせて、AMDは、ゲーム性能ベンチマークのトップに位置するIntelを最終的に打ち負かす魔法の弾丸を手に入れたのかもしれません。

偶然YouTubeに投稿されたZen 3アーキテクチャに関するAMDのプレゼンテーションを除けば、AMDは設計の詳細を公には公開していません。しかし、同社はZen 3のスケジュールについて多くの情報を共有しており、一連のリークにより、まもなくリリースされるアーキテクチャについてのさらなる光が見えてきました。一つ確かなことがあるとすれば、Zenマイクロアーキテクチャは、メインストリームのデスクトップチップに対する我々の期待を完全に再定義しており、Zen 3にも同じことを期待するのは合理的なことだ。ここでは、これまでのところZen 3についてわかっていることを紹介しよう。

AMD Zen 3、Ryzen 4000が一目でわかる

TSMC N7PまたはN7+プロセス
32MB以上の統一L3キャッシュ
マルチチップモジュール（MCM）の設計
データセンターチップでは最大64コア
最初のクライアント（デスクトップおよび/またはラップトップ）チップが2020年後半に登場
2021年末までにデスクトップ、ラップトップ、サーバーのフルラインアップを市場に投入
EPYCミラノのデータセンターチップは2020年後半に登場
価格設定はワイルドカードだが、AMDは最近の発売で価格を上げている

AMD Zen 3 Ryzen 4000、Ryzen 5000、EPYCのリリース日

今日はZen 3プロセッサに注目だ。紛らわしいことに、AMDは現世代のルノアールAPUとラップトップチップにRyzen 4000のブランドを使っているが、それらはZen 2のアーキテクチャに付属しています。Zen 3デスクトップ・プロセッサにはRyzen 4000ブランドが、Zen 3ラップトップ・チップにはRyzen 5000ブランドが採用されます。

AMDは、「Financial Analyst Day 2020」で最新のロードマップを発表し、新しいCPUマイクロアーキテクチャとプロセスノードの高密度化を進めていることを概説した。ロードマップに沿った各ステップでは、ステップ機能の向上が約束されており、AMDは予測可能で信頼性の高いリリースのペースに焦点を当てていますが、これらはすべて、デスクトップ向けの14nmノードに足止めされたままのIntelにとっての課題でした。

AMDのZenロードマップは2021年末まで伸びており、同社が確認したところによると、来年末までにZen 3チップの全製品が市場に投入されることになります。これには、Ryzen 4000 VermeerデスクトップPCチップ、Ryzen 5000ラップトップチップ、EPYC Milanプロセッサが含まれます。

AMDのこれまでのラインアップと同様に、これらのチップはすべて同じスケーラブル・マイクロアーキテクチャ（この場合はZen 3）を採用している。AMDは、チップにTSMCの7nmプロセスの「強化版」を使用する予定だが、具体的にどのバージョンを使用するかは明らかにしていない。Zen 3チップには、従来のDUV製造技術を使用するが、AMDがRyzenチップに使用している現行の7nmプロセスよりも7%高速で10%電力効率が高いN7Pプロセスを使用する可能性がある。AMDは、先進的なEUV製造によってさらに大きな利点（性能15%増、消費電力10%減）をもたらすN7+プロセスを使用することもできる。いずれにしても、Zen 3はRyzen XTモデルよりもはるかに大きなパフォーマンスの向上を期待していますが、それについてはまもなく説明します。

AMDは、Zen 3チップが遅れているという噂を一貫して払拭し、TSMCの5nmプロセスを使用しないことを明らかにしてきた。AMDは長い間、Zen 3チップは今年発売されるとしてきたが、それはZen 3 EPYC Milanデータセンターチップがロードマップ上にあることを考えると、理にかなっています。同社はその後、Zen 3の「クライアント」チップも今年発売されることを明らかにした。これは重要な区別であり、「クライアント」という用語は、一般消費者向けのチップが今年も登場することを意味しています。

最初のZen 3コンシューマ・チップは、待望のRyzen 4000「Vermeer」プロセッサの形で登場する可能性があります。これにより、AMDはデスクトップPCでの成功をさらに拡大し、Ryzen XTモデルを大規模な製品発表の間の単なるストップギャップにしてしまうことになります。逆に言えば、最初のZen 3コンシューマー・チップは、同社のRyzen Mobileチップに早くから追随するものとして、ラップトップに登場する可能性があります。AMDの最新のモバイル・プロセッサは、市場に定着してきたばかりで、ようやくある程度の牽引力を得たところだが、すぐに追随することで、モバイル・セグメントにおける真剣な競争相手としてのAMDの地位を確固たるものにすることができるだろう。インテルも今年、有望なTiger Lakeモバイル・チップを発表しているので、インテルの10nm攻撃に対抗するために、Zen 3モバイル・チップの新製品ラインを発表するのには良いタイミングだろう。

しかし、もう1つの可能性があり、それは十分に理にかなっています。AMDは現在のルノアールAPUをOEM市場に限定しているが、4750Gチップをレビューのために手に入れることができました。AMDはこれらのチップをリテール市場に投入する計画を明らかにしていないが、将来的には400シリーズと500シリーズのマザーボード用の不特定APUをサポートすることを約束しています。AMDはまたしても私たちに衝撃を与え、最初のコンシューマー向けZen 3チップとして新しいAPUをリリースする可能性があります。そうなれば一石二鳥だ。AMDはAPUダイをデスクトップPCとラップトップの両方の市場で使用しています。

最初のコンシューマー向けチップの可能性はたくさんあるが、データセンター側の方程式は単純です。AMDは、EPYC Romeチップに続くEPYC Milanは、2020年末までに間に合うだろうと述べています。AMDのEPYC Romeプロセッサは、すでにIntelのCascade Lake Refreshラインアップにとって深刻な挑戦者であり、Milanとの高速追従は、競争を激化させるだけだ。Intelは、その頃には10nmのIce Lakeサーバーチップを市場に投入しているはずなので、競争は厳しいものになるだろう。

おそらく最も印象的なのは、AMDのロードマップによると、2022年末までにEPYC Genoaプロセッサが完全に市場に投入されることだ。これらのチップには、5nmプロセスとZen 4アーキテクチャが採用されており、コンシューマー市場向けのAMDのZen 4プロセッサにも5nmプロセスが採用されることが予想されます。

AMD Zen 3 Ryzen 4000とEPYCミラノの性能とスペック

Zen 3プロセッサに期待できるパフォーマンスの向上については、まだ結論が出ていませんが、AMDがパフォーマンスを向上させるために引っ張ることができる主要なレバーはいくつかあります。クロック周波数の向上、Zen 3のIPCの向上、キャッシング階層の再構築、コア数の増加などが考えられます。もちろん、他にも多くの設計変更を行うことができますが、これらは最も垂れ下がりの少ないものです。

コア数に関しては、AMDが昨年発表したMilanプロセッサのプレゼンテーションでは、最大64コアを維持することが示されていました。つまり、設計プロセスの後半で大きな変更がない限り、AMDの最大コア数はデータセンター向けの64コア、ハイエンド・デスクトップ（HEDT）市場向けのThreadripper 4000プロセッサの64コアであることに変わりはないということです。

しかし、EPYCとThreadripperの最大64コアは、メインストリームのデスクトップについては多くを語っていません。AMDのRyzen 9 3950Xは現在、16コアと32スレッドでメインストリームデスクトップの王様となっているが、AMDのMark Papermaster氏は、同社は近いうちにメインストリームデスクトップの「コアの飽和点」を見ていないと語りました。

これにより、将来的には愛好家向けのメインストリーム・デスクトップにコアが増える可能性がありますが、それがZen 3ベースのデスクトップ・チップに搭載されるかどうかは議論の余地があります。しかし、Zen 3ベースのデスクトップ・チップがAM4ソケットに搭載されることはわかっており、AMDがメインストリームのRyzenラインアップにより多くのコアを搭載することは可能かもしれません（特に、大型のIODダイに小型のノードを使用する場合）。

最大64コアでもAMDのZen 3ベースのチップを妨げることにはならない - AMDはすでに業界をリードするコア数を持っており、Intelが近い将来に64コアに匹敵するようには見えません。しかし、Intelはシングルスレッド性能で大きなリードを持っており、Comet Lakeチップはゲーム部門で大きなリードを与えています。NvidiaがAmpere GPUを展開し、AMDが独自のBig Naviで対抗するにつれて、Intelの追加のパフォーマンス・ヘッドルームはより重要になってくるだろう。

AMDは、周波数とIPCを高めることでコアあたりのパフォーマンスを向上させることができ、それによってZen 3のシングルスレッド性能が向上します。私たちはすでに、今後のチップでその兆候を見ています。2つのRyzen 4000の部品番号（OPN）が最近明らかになり、これらの文字列（100-000000065-04_46/36 _Yと100-000000061-06_49/37 _Y）を解読すると、3.7 GHzベースの16コアチップが4.9 GHzに増強されていることがわかります。これは、ベースクロックが5.7%、ブーストクロックが4.3%向上したことを意味し、Zen 3プロセッサの周波数向上を意味しています。

すべての兆候は、AMDがRyzen 4000デスクトップ・プロセッサにPCIe 4.0とDDR4を採用することを示唆しています。

AMDのZen 3 EPYC Milanプロセッサの部品番号も明らかになりました。これらの64コアと32コアのモデルは、最大3.0 GHzまで昇圧するとされているが、既存のEPYC Romeプロセッサがすでに3.9 GHzまで昇圧していることを考えると、特定の用途向けに保守的なTDP定格のモデルとなる可能性があります。つまり、将来的にはより高速なモデルが登場する可能性があるということです。

AMD Zen 3のアーキテクチャと仕様

AMDのForrest Norrod氏によると、Zen 3のアーキテクチャは全く新しいものだが、他のアーキテクチャと同様に、前任者から多くの機能を受け継いでいることは間違いないといいます。

AMDは新しいアーキテクチャに関する情報を共有していないが、昨年、NDAのプレゼンテーションが誤ってYouTubeにアップロードされていました。AMDはデスクトップチップにも同じアーキテクチャを使用しているので、EPYCミラノとジェノバのプレゼンテーションでは、デスクトップチップに期待できることを大まかに描いています。

AMDは、チップ内のキャッシュの配置を大幅に変更したことを明らかにしましたた。これは、AMDがアーキテクチャを進化させていく上で重要な分野である、1サイクルあたりの命令スループット(IPC)の向上とレイテンシの低減に取り組んでいることを示しています。AMDは現在、チップレットを2つの4コアコンピュートコンプレックス(CCX)に分割しており、それぞれに16MBのL3キャッシュを搭載しています。Milanの場合は、8つのコアが統一された32MBのL3キャッシュに接続されており、これによりコンピュートダイ内のレイテンシの層がなくなり、キャッシュヒット率が向上します。AMDは、L3キャッシュを "32+"としています。これは、新しい Zen 3 CPU のすべてまたは一部で、さらに大規模なキャッシュ・クラスタが見られる可能性があることを意味します。

プロセッサ設計の成功の多くは、実行コアにデータを供給できるかどうかにかかっています。これらの分野での大幅な改善は、IPC の向上をもたらし、通常の単なるリフレッシュ世代では期待できないほどのパフォーマンス向上をもたらします。IPCの増加と、7nmプロセスのより高速で成熟したバリアントからの周波数の改善を組み合わせることで、コア数が固定されているかどうかにかかわらず、世代間の性能を飛躍的に向上させることができるだろう。

上述したように、EPYC Milanは、現行のローマモデルと同じ最大64コアを備え、同じSP3ソケットにドロップし、既存のプラットフォームとの下位互換性があることを意味します。また、8チャンネルのDDR4とPCIe 4.0を同じように対応し、120-225WのTDPエンベロープを尊重しますが、7H12のようなより高いTDPを期待するのは理にかなっています。また、このチップはコアあたり2スレッドで、競合するデータセンターチップで見られるように、AMDがコアあたり4スレッド(SMT4)に切り替えるという怪しげな噂を黙らせています。

次世代のミラノ・チップは、現行のローマ・モデルと同じ9ダイ配列を採用しており、8つのコンピュート・ダイと1つのI/Oダイがあり、各コンピュート・チップレットには8つのコアが割り当てられています。

Zen 3 EPYC Milanは、整数型ワークロードで15%の性能向上、シングルスレッド・ワークロードで20%の性能向上を実現するとの噂が出ています。これらの噂は、Zen 3マイクロアーキテクチャのIPCパフォーマンスの全体的な向上を示すものではなく、大目に見てください。むしろ、EPYC Milan SoC全体の性能を数値化しているように見えます。

将来を見据えると、AMDはすでに "定義段階"にある次世代のZen 4 Genoaアーキテクチャの開発を進めています。このチップは、新しいSP5ソケットに搭載され、2021年から2022年のどこかの時間枠に到着するだろう。同社によると、Genoaには「新しいメモリ」が搭載され、DDR5を意味する可能性が高いといいます。AMDは、PCIe 5.0へのジャンプも検討していると思われます。

それまでには、AMDのX3DスタッキングやInfinity Architecture 3.0など、AMDが開発した革新的な新技術が製品として出荷されることを期待しています。

AMD Zen 3 Ryzen 4000マザーボード

市場でクラッシュダウンしようとしているチップの新しい波で、愛好家の心の最初の質問は、次のとおりです。私は私のマザーボードにZen 3 Ryzen 4000チップをドロップすることができますか？

あなたはB550、X570、B450、またはX470マザーボードを持っている場合、答えはイエスです。Ryzen 4000シリーズのプロセッサは、試行錯誤されたAM4ソケットにドロップされ、AMDは前述のチップセットのチップをサポートします。300シリーズのマザーボードを使用している愛好家は、冷遇されたままになっていますが、あなたは、いずれにせよ、より近代的な設備にステップアップすることによって、おそらくより良いサービスを提供しています。

既存の400シリーズボード用の新しいBIOSリビジョンは、Zen 3プロセッサの全機能を可能にします。しかし、B450とX470マザーボードでは、PCIe 4.0インターフェイスにアクセスすることはできません（これらはインターフェイスをサポートしていません）。AMDによると、400シリーズのBIOSアップデートは一方通行であるという。マザーボードを新しいファームウェアにフラッシュすることはできますが、Zen 3以前のプロセッサをサポートする以前のBIOSバージョンにフラッシュバックすることはできません。

また、AMDは、Zen 3プロセッサを購入したかどうかを確認するために、まだ定義されていないプロセスを要求することになります。AMDは、顧客がZen 3プロセッサを購入したことを確認することは、不可逆的なBIOSのフラッシュ問題を防ぐために設計されているとしているが、前方のみのフラッシュ要件の背後にあるAMDの理由は明らかではありません。

AMDのアップデートはまた、400シリーズマザーボードのラインの終わりを示すものでもある。AMDは将来のプロセッサをプラットフォーム上で対応しません。

AMD Zen 3 Ryzen 4000の価格

AMDはまだ具体的な製品の詳細を明らかにしていないので、価格設定がどのようになるのかはわかりません。AMDはIntelよりもコアあたりの価格を低く設定していると予想していますが、だからといって、IntelとAMDの価格設定の間に、私たちが慣れ親しんでいるような差が生じるわけではありません。

AMDはZen 2世代で価格設定にいくつかの変更を加えました。このチップは、AMDの前世代のチップよりも推奨価格が高く設定されています。これは、AMDが長い歴史の中でバリュー・オルタナティブとしての地位を確立してきたのとは対照的に、プレミアム・チップ・サプライヤーとしての地位を確立したためです。

AMDの推奨価格は、小売店で見かける価格とはほとんど関係がなく、現行世代のチップにはお買い得な情報があふれていることが多いです。しかし、AMDの現在のRyzen XTのラインアップは、私たちが慣れ親しんできた特典の1つを捨てています - 上位モデルにはクーラーが同梱されていません。Zen 3プロセッサについても、同じようなアプローチを取ると見られるだろう。

AMDのZen 3の価格は、Intelのチップと比較してどのようなパフォーマンスを発揮するかによって大きく左右されるだろう。Zen 3世代で大きなパフォーマンス向上が期待されることを考えると、過去よりもコアあたりの価格が高くなり、ハイエンドモデルのバンドルクーラーを失う可能性があります。