Zen 5

El Zen 5 es va dissenyar tenint en compte els processos de 4 nm i 3 nm. Això va actuar com una pòlissa d'assegurança per a AMD en cas que la producció en massa dels nodes N3 de TSMC s'enfrontés a retards, problemes significatius de defectes de les oblies o problemes de capacitat. Un analista de la indústria va estimar que els rendiments inicials de les oblies N3 serien del 55%, mentre que altres van estimar que els rendiments serien similars als de l'N5, entre el 60 i el 80%.^[12][13] ] A més, Apple, com a client més gran de TSMC, té accés prioritari als nodes de procés més recents. El 2022, Apple va ser responsable del 23% dels ingressos totals de 72.000 milions de dòlars de TSMC.^[14] Després que l'N3 comencés a augmentar a finals del 2022, Apple va comprar la totalitat de la capacitat de producció inicial d'oblies N3B de TSMC per fabricar els seus SoC A17 i M3.^[15] Els processadors d'escriptori i servidor Zen 5 continuen utilitzant el node N6 per a la fabricació de matrius d'E/S.^[16]

Els CCD (Core Complex Dies) de Zen 5 es fabriquen al node N4X de TSMC, que està pensat per adaptar-se a freqüències més altes per a aplicacions de computació d'alt rendiment (HPC).^[17] Els processadors mòbils basats en Zen 4 es van fabricar al node N4P, que està més orientat a l'eficiència energètica. N4X manté la compatibilitat IP amb N4P i ofereix un guany de freqüència del 6% respecte a N4P a la mateixa potència, però té el compromís d'una fuita moderada.^[18] En comparació amb el node N5 utilitzat per produir CCD Zen 4, N4X pot permetre freqüències fins a un 15% més altes mentre funciona a 1,2 V.^[19]

El CCD Zen 5, amb nom en clau "Eldora",^[20] té una mida de matriu de 70,6 mm², una reducció del 0,5% en l'àrea respecte al CCD de 71 mm² del Zen 4, alhora que aconsegueix un augment del 28% en la densitat de transistors a causa del node de procés N4X.^[21] El CCD del Zen 5 conté 8.315 milions de transistors en comparació amb els 6.500 milions de transistors del CCD del Zen 4.^[22] La mida d'un nucli individual del Zen 5 és en realitat més gran que la d'un nucli del Zen 4, però el CCD s'ha reduït mitjançant la reducció de la memòria cau L3. La matriu monolítica utilitzada pels processadors mòbils "Strix Point", fabricada al node N4P de menor potència de TSMC, mesura 232,5 mm² d'àrea.^[21]

Els canvis de Zen 5 en la predicció de ramificacions són la divergència més significativa respecte a qualsevol microarquitectura Zen anterior. El predictor de ramificacions en un nucli intenta predir el resultat quan hi ha camins de codi divergents. El predictor de ramificacions de Zen 5 és capaç d'operar de dos en endavant, on pot predir fins a dues ramificacions per cicle de rellotge. Les arquitectures anteriors estaven limitades a una instrucció de ramificació per cicle de rellotge, cosa que limitava el rendiment de recuperació d'instruccions dels programes amb molta ramificació.^[23] Els predictors de ramificacions de dos en endavant s'han discutit en investigacions acadèmices que es remunten a l'article d'André Seznec et al. de 1996 "Predictors de ramificacions de blocs múltiples".^[24] 28 anys després de la seva primera proposta en investigacions acadèmices, l'arquitectura Zen 5 d'AMD es va convertir en la primera microarquitectura a implementar completament la predicció de ramificacions de dos en endavant. L'augment de la precàrrega de dades ajuda el predictor de ramificacions.