Tổng hợp AMD “Zen 4” Ryzen 7000 Series trước ngày công bố chính thức

AMD Ryzen 7000 Series CPU với kiến trúc Zen 4 hoàn toàn mới sẽ được công bố vào 7:00 (ET) ngày 29/8, tương ứng với 6:00 ngày 30/8 (giờ Việt Nam), mang đến rất nhiều số 5, gồm hỗ trợ DDR5, PCIe 5.0, tiến trình 5 nm, socket AM5 và xung 5.5 GHz+. Thế hệ Ryzen mới có tên mã Raphael, được kỳ vọng sẽ vượt mặt Alder Lake và cả Raptor Lake từ Intel.

Trước đó, AMD Ryzen 5000 Series đã thực hiện được 1 điều dường như “không tưởng”: đánh bại tất cả vi xử lý Intel thế hệ 11 - Rocket Lake, tuy nhiên cuộc vui chóng tàn khi Alder Lake xuất hiện. Dựa trên kiến trúc lai x86, kết hợp nhân Performance và nhân Efficient, Intel thế hệ 12 tiếp tục dẫn đầu về hiệu năng thuần. Giá bán cũng là mặt trận mà Alder Lake chiếm ưu thế, đặc biệt là phân khúc tầm trung dành cho game thủ. Chính điều này đã dẫn đến những dự đoán về doanh thu AMD sụt giảm.



Kế hoạch đưa AMD trở lại vị trí dẫn đầu đường đua vi xử lý bắt đầu với Ryzen 7000 Series. Phát súng đầu tiên nổ ra vào khoảng cuối tháng 5/2022, tại Computex, Tiến sĩ Lisa Su trình diễn mẫu Ryzen 7000 16 nhân chạy game và đạt đến mức xung 5.5 GHz, trong khi thử nghiệm dựng hình Blender nhanh hơn 31% so với Intel Core i9-12900K. Tin đồn lúc bấy giờ cũng cho rằng vi xử lý Zen 4 sẽ co xung tối đa đến 5.7 GHz, và nguồn tin chính thức do AMD cung cấp cho biết con chip hoàn thiện sẽ có thể boost đến hơn 5.5 GHz, đi cùng hàng loạt công nghệ mới, như đồ họa tích hợp RDNA 2, hỗ trợ tập lệnh AI dựa trên AVX-512. Nền tảng mainboard socket AM5 hỗ trợ Ryzen 7000 Series cũng có nhiều tính năng mới mẻ. Không chỉ ra mắt các vi xử lý Zen 4 cho máy tính để bàn, AMD cũng có kế hoạch tung ra các mẫu CPU 3D V-Cache vào khoảng cuối năm.

Thông tin về AMD “Zen 4” Ryzen 7000 Series

• Tên mã Raphael
• Công bố chính thức ngày 29/8
• Tiến trình TSMC 5 nm (node N5 dùng cho compute die), lên tới 16 nhân và 32 luồng
• Xung 5.5 GHz+
• I/O die tiến trình 6 nm, điều khiển bộ nhớ DDR5, giao diện PCIe 5.0
• Không hỗ trợ DDR4
• GPU tích hợp RNDA 2 (nằm trên I/O die, tiêu thụ rất ít năng lượng, tính năng cơ bản)
• IPC tăng thêm 8% - 10%
• Hiệu năng tăng >15% ở tác vụ đơn nhân, ?35% ở đa nhân, cải thiện >25% hiệu năng trên mỗi watt điện
• Socket AM5 LGA 1718, tương thích ngược tản nhiệt AM4
• Chipset AMD 600 Series với mainboard X670E Extreme, X670 và B650
• TDP đến 170 W, tối đa 230 W
• Băng thông bộ nhớ cao hơn 125% trên mỗi nhân
• Hỗ trợ AVX-512

Ngày ra mắt

Thông tin chính thức về ngày công bố thế hệ vi xử lý mới là 29/8 (anh em có thể xem trực tiếp trên kênh YouTube của AMD vào 6:00 sáng ngày 30/8). Chưa có ngày ra mắt cụ thể của Raphael, nhưng Tiến sĩ Lisa Su đã nói rằng Ryzen 7000 Series và những mẫu mainboard AM5 hỗ trợ sẽ ra mắt trong Q3/2022, nghĩa là lâu nhất vào cuối tháng 9 tới. Trước đó, phía đối tác MSI tiết lộ rằng ngày ra mắt là 15/9, nhưng với tin đồn gần đây về vấn đề BIOS, AMD cần thời gian để sửa lỗi và hoàn thiện, do đó thời điểm ra mắt được cho là dời lại 2 tuần.

Thông số kỹ thuật và tính năng

Đầu tiên, chúng ta có 1 bảng tổng hợp thông số kỹ thuật và giá bán (tin đồn) trên 1 website Canada. So sánh với thế hệ trước, AMD đã đẩy mức xung hoạt động lên cao hơn trên cả 4 SKU, nhờ lợi thế của tiến trình nhỏ hơn cũng như kiến trúc được tối ưu cho xung cao. Ryzen 9 7950X có xung cao hơn 16% so với Ryzen 9 5950X, và giả sử như tin đồn là đúng, xung boost 5.7 GHz trên 1 con chip 16 nhân là khá ấn tượng, cao hơn đến 800 MHz so với trước đây. Trong khi đó Ryzen 9 7900X cũng tăng tương ứng 800 MHz với 12 nhân xử lý. Nước đi của AMD trên Zen 4 là tăng xung, giữ nguyên số lượng nhân, bổ sung bộ đệm L2 nhưng giữ nguyên L3 cache. Mức TDP cũng tăng thêm tương ứng (trừ mẫu Ryzen 7 7700X vẫn 105 W) thấp nhất 40 W (Ryzen 5 7600X) và cao nhất đến 65 W (Ryzen 9 7900X, Ryzen 9 7950X). Tính đến hiện tại chưa có thông tin gì về mẫu Ryzen 7 7800X, có lẽ AMD muốn để dành chỗ cho 7800X3D?



Hồi Computex 2022, AMD trình diễn con chip Zen 4 chạy ở xung 5.5 GHz trên toàn bộ 16 nhân khi chơi game, đặc biệt là không ép xung và chỉ sử dụng tản nhiệt nước AIO 280 mm tiêu chuẩn. Tin đồn về mức xung boost 5.7 GHz có thể là đúng, nhưng nhiều khả năng tương tự như những mẫu Ryzen hiện tại: mức xung boost cao này chỉ khả thi trên tối đa 2 nhân. Phía AMD cũng xác nhận Zen 4 CPU trang bị tính năng Precision Boost 2 để có thể hoạt động ở tốc độ boost tối đa có thể trong toàn bộ thời gian.

Hình ảnh bên trong CPU Zen 4 được Lisa Su chia sẻ gồm 2 CCD màu vàng, được sản xuất trên tiến trình 5 nm, mỗi CCD gồm 8 nhân. Khoảng cách giữa 2 CCD khá gần nhau so với Ryzen 5000 Series, nhiều khả năng đây là công nghệ đóng gói mới, ứng dụng 1 số liên kết cải tiến giữa 2 CCD. Lớp phủ màu vàng bên ngoài CCD có thể là 1 kỹ thuật kim loại hóa mới, có chứa vàng (Au) để chống oxi hóa và cải thiện khả năng truyền dẫn nhiệt từ bề mặt chip đến TIM và IHS. Trong khi đó I/O die (IOD) sử dụng tiến trình 6 nm, kích thước lớn hơn CCD, chưa bên trong là memory controller hỗ trợ DDR5, PCIe Gen 5 cũng như GPU tích hợp RDNA 2. IOD này có kiến trúc năng lượng thấp, dựa trên tính năng thừa kế từ Ryzen 6000 Series, theo AMD thì chỉ tiêu hao khoảng 20 W, thấp hơn cả trên Ryzen 5000 Series.

Điểm đáng chú ý là dù sử dụng tiến trình 6 nm nhỏ và tiên tiến hơn rất nhiều so với IOD 12 nm trước đây, nhưng kích thước của chúng gần như nhau. Điều này có thể lý giải vì iGPU tốt hơn, hoặc phần chiếm diện tích là bộ đệm của đồ họa tích hợp. Chắc chắn 1 điều rằng IOD này chiếm 1 phần kha khá chi phí của Zen 4 CPU, vì việc sản xuất 1 IOD trên tiến trình 6 nm đắt đỏ hơn nhiều so với tiến trình 12 nm.



AMD chính thức xác nhận rằng sẽ tung ra thị trường những mẫu Ryzen 7000 Series trang bị công nghệ 3D V-Cache ngay trong năm nay. 3D V-Cache cho phép xếp chồng chiplet L3 lên trên compute core, đẩy dung lượng bộ nhớ đệm lên rất cao. Bằng chứng là mẫu Ryzen 7 5800X3D trước đây có đến 96 MB L3 cache, tăng hiệu năng khi chơi game.

Về bộ nhớ DDR5, chưa có thông tin chính thức khả năng hỗ trợ tốc độ DDR5 của Ryzen 7000 Series. Trước đó, ghi chú của AMD khi thử nghiệm với con chip 16 nhân là DDR5-6000 CL30, đồng thời cũng cho biết đã từng đạt đến mức DDR5-6400. AMD hi vọng rằng Zen 4 CPU sẽ có khả năng ép xung DDR5 vượt trội hơn, đi cùng công nghệ AMD EXPO (EXtended Profiles for Overclocking) - 1 phiên bản khác của Intel XMP. AMD EXPO hỗ trợ các cấu hình bộ nhớ DDR5 được tinh chỉnh trước về xung, độ trễ và điện thế, cho phép ép xung dễ dàng hơn. Các tin đồn cho biết EXPO có cấu hình băng thông cao và độ trễ thấp.

Ryzen 7000 Series cung cấp 24 làn PCIe 5.0, và AMD đang bận rộn với việc hợp tác tạo ra hệ sinh thái PCIe 5.0 SSD cùng Phison, Micron và Crucial, sẵn sàng có thiết bị tương thích khi AM5 ra mắt. Ngoài ra, các nhà sản xuất khác cũng sẽ sử dụng controller Phison E26 cho PCIe 5.0 SSD, do đó sự lựa chọn SSD thế hệ mới trên thị trường ngay khi Zen 4 ra mắt là rất đa dạng. Ryzen 7000 Series cũng hỗ trợ Smart Access Storage, 1 phiên bản được tinh chỉnh tương tự như DirectStorage của Microsoft, trên cùng API.

AMD Zen 4 hỗ trợ tập lệnh AVX-512 cho các ứng dụng tăng tốc AI, thường dùng trong các chức năng như VNNI cho mạng thần kinh và BFLOAT16 cho suy luận. Đây là 1 điểm bất lợi đối với Intel Alder Lake và Raptor Lake, chúng phải vô hiệu hóa AVX-512 vì sử dụng kiến trúc lai.

So sánh với Raptor Lake

Sau nhiều lần “giao đấu” thì cả Raptor Lake lẫn Zen 4 đều giữ nguyên số lượng nhân và luồng xử lý trên thế hệ CPU mới. Thay vì nhồi thêm nhân, cả 2 chuyển sang cải tiến vi kiến trúc để có thể tăng hiệu năng trên mỗi mức xung, đồng thời cũng tăng xung hoạt động. Khi con chip phải chạy ở tốc độ cao, nó sẽ tiêu tốn nhiều năng lượng hơn, như chúng ta có thể thấy TDP mặc định đã tăng đến 170 W (Zen 4) hoặc 125 W (Raptor Lake).



Nền tảng AM4 tồn tại trong khoảng thời gian dài với DDR4, AM5 sẽ không còn hỗ trợ thế hệ RAM cũ nữa mà chuyển hẳn sang DDR5. Ngược lại, người dùng Raptor Lake vẫn có tùy chọn DDR4-3200 hoặc DDR5-5200 tùy theo nhu cầu và chi phí. DDR5 dần phổ biến và tình trạng thiếu hụt hàng đã hết, tuy nhiên mức giá để sở hữu DDR5 còn cao hơn khá nhiều so với DDR4. Zen 4 cũng chỉ sử dụng PCIe 5.0, trong khi Raptor Lake hỗ trợ cả PCIe 5.0 x16 cho card đồ họa và PCIe 4.0 x4 cho SSD.

Đồ họa tích hợp

Tất cả các mẫu Ryzen 7000 Series đều sẽ có đồ họa tích hợp, ít nhất thông tin đến thời điểm này là vậy. iGPU RNDA 2 nằm trong IOD có VCN (Video Core Next) và DCN (Display Core Next) engine tương tự như Ryzen 6000 “Rembrandt”, hỗ trợ đến 4 ngõ xuất tín hiệu hình ảnh, gồm Display Port 2 và HDMI 2.1. AMD cũng sẽ tung ra APU mới với iGPU mạnh mẽ hơn, đồng thời trang bị cả công nghệ Smart Shift ECO, cho phép chuyển đổi giữa iGPU và đồ họa rời để tiết kiệm năng lượng hoặc đáp ứng hiệu năng trên Ryzen 7000 Series. AMD chỉ ra rằng RDNA 2 được thiết kế để “chống cháy”, nghĩa là nó làm tốt nhiệm vụ lên hình, còn lại người dùng đừng nên trông chờ vào hiệu năng chơi game của iGPU. Số lượng CU (compute unit) trên tất cả các SKU Zen 4 là như nhau, mức xung dao động trong khoảng 1000 - 2000 MHz.

Tiêu thụ năng lượng

Ban đầu, AMD nói rằng socket AM5 có giới hạn PPT (Package Power Tracking) là 170 W, nghĩa là dù cho có sử dụng CPU Zen 4 nào đi nữa thì mức công suất cấp tối đa là 170 W. Tuy nhiên AMD sau đó đã đính chính lại, 1 số mẫu Zen 4 sẽ có TDP là 170 W, tức cao hơn mức của Ryzen 5000 Series là 65 W, trong khi PPT của socket AM5 là 230 W, cũng tăng thêm khá cao so với mức 142 W của Ryzen 5000 Series. Tất cả các lựa chọn Ryzen 9 7000 Series đều có TDP 170 W, vì thế chúng sẽ đạt đến ngưỡng PPT tối đa của socket AM5 là 230 W. AMD cũng cung cấp cách tính TDP và PPT tiêu chuẩn, theo đó bất kỳ CPU nào gắn vào socket AM5, nếu nó có TDP là A thì PPT sẽ theo công thức A x 1.35.

https://twitter.com/herb_hsso/status/1551697914921099264

Việc tăng công suất tiêu thụ điện sẽ giúp Zen 4 có khả năng cung cấp hiệu năng đa nhân tốt hơn, đồng thời phân chia phân khúc thị trường rõ ràng hơn: 170 W TDP CPU 12 - 16 nhân dành cho người dùng chuyên nghiệp, trong khi 105 W TDP CPU 6 - 8 nhân dành cho phân khúc mainstream. Trước đây, ngưỡng giới hạn 142 W phần nào hạn chế sức mạnh vi xử lý, ngoài ra khi AMD chính thức loại bỏ dòng Threadripper thường, đẩy giá bán Threadripper PRO lên quá cao, thậm chí người dùng chuyên nghiệp cũng khó với tới, việc tăng TDP và PPT cùng lượng nhân dồi dào của Ryzen 9 7000 Series sẽ bù đắp lại cho người dùng thông thường.

Kiến trúc Zen 4

Chưa có nhiều thông tin cụ thể về vi kiến trúc Zen 4, chúng ta chỉ biết rằng AMD gấp đôi dung lượng bộ đệm L2, lên mức 1 MB cho mỗi nhân. Theo AMD, họ phải cân bằng thiết kế để tìm ra mức L2 tối ưu nhất, vì nếu quá ít sẽ không thể phát huy được lợi thế, trong khi quá nhiều sẽ tăng độ trễ cũng như chiếm dụng diện tích đế. Phía Intel, các vi xử lý có bộ đệm L2 lớn đã chứng minh được lợi thế trong các tác vụ ở trung tâm dữ liệu. Khi L2 lớn sẽ giảm thiểu truy cập đến L3 cache, cho phép mở rộng và tăng cường hiệu suất trên toàn nhân.

https://twitter.com/Locuza_/status/1528459553431592970

Theo thông tin từ tài khoản Locuza_ trên Twitter, ước lượng diện tích đế của IOD 6 nm là khoảng 125.66 mm2, coi như ngang ngửa diện tích 124.94 mm2 của IOD 12 nm trên Ryzen 5000 Series. Phần CCD Zen 4 có diện tích khoảng 72.23 mm2, nhỏ hơn khoảng 16% so với 83.74 mm2 trên Ryzen 5000 Series. Tuy nhiên nhờ sản xuất trên tiến trình công nghệ 5 nm, mật độ transistor sẽ dày đặc hơn, dẫn đến lượng bóng bán dẫn nhiều hơn (CCD của Ryzen 5000 Series sản xuất trên tiến trình 7 nm). Dự đoán Zen 4 CCD chưa khoảng 5.57 tỉ transistor so với 4.15 tỉ của Zen 3 CCD, mức tăng thêm vào khoảng 34%.

AMD Ryzen 7000 Series CPU và socket AM5

https://twitter.com/execufix/status/1397173117487828992

Chuyển sang kiểu đóng gói LGA như Intel nhưng AMD Zen 4 CPU lại hơi khác. Hình ảnh cho thấy các thành phần vi linh kiện được tập trung ở mặt trên của đế chip, trong khi mặt dưới hoàn toàn trống, để chỗ cho dãy pad tiếp xúc của LGA. Chính vì lý do này mà AMD phải thiết kế IHS bạch tuộc, chừa phần cho tụ điện cũng như tản nhiệt khi hoạt động. Cách sắp xếp tụ điện xung quanh CCD và IOD dẫn đến kết luận rằng thế hệ Zen 4 CPU đầu tiên sẽ có tối đa là 2 CCD với 16 nhân, do AMD không thể nhét thêm bất kỳ 1 đế silicon nào được nữa. Dĩ nhiên, các thế hệ Zen 4 về sau có thể thay đổi. AMD cũng cho biết socket AM5 sẽ có tuổi đời lâu dài như AM4 - tin mừng đối với fan đội đỏ.





Dù thay đổi từ đóng gói PGA (Pin Grid Array) sang LGA (Land Grid Array) thế nhưng AM5 vẫn tương thích ngược với các tản nhiệt dùng cho AM4 hiện tại. Điều này đạt được là nhờ độ dày của CPU, kích thước socket và khu vực xung quanh tương tự như thế hệ cũ. LGA 1718 của AM5 nhiều chân hơn so với Intel LGA 1700, tuy nhiên mật độ lại thấp hơn. LGA 1700 cần chừa 1 phần diện tích mặt dưới CPU cho các linh kiện như điện trở, tụ, trong khi AMD mang hết mọi thứ lên bề mặt. Trên đây là ảnh sơ đồ của socket AM5 do Igor's Lab cung cấp.

https://twitter.com/momomo_us/status/1548303039592669186

Ryzen 7000 Series đã được delid, cho thấy bên dưới IHS rất dày và CCD lệch về cạnh. AMD hàn CCD và IOD vào IHS, kết hợp với độ dày ấn tượng để truyền nhiệt tốt hơn, vì vậy Zen 4 có thể hoạt động ở 5.5 GHz+ mà không cần giải pháp tản nhiệt đặc biệt. Delid Ryzen 7000 Series cũng sẽ rất khó và mạo hiểm, vì chỉ cần 1 chút sơ sẩy hay phạm lỗi, CPU sẽ biến thành cục chặn giấy hay móc khóa ngay lập tức.

Giá cả

Mức giá chính thức dĩ nhiên chưa được công bố, tuy vậy 1 website ở Canada đã để lộ danh sách giá của Ryzen 7000 Series, với mức tăng khoảng 10% đến 12% so với thế hệ trước. Xét giá đề xuất của CPU vào lúc ra mắt, Ryzen 7000 Series cao hơn từ 50 USD đến hơn 100 USD, cá biệt đến khoảng 200 USD (Ryzen 7 7700X). Như đã nói ở phần trên, node N5 của TSMC đang có giá thành khá cao, hơn node 7 nm tương đối nhiều, ngoài ra IOD tiến trình 6 nm cũng góp phần đội chi phí cuối cùng của CPU so với 12 nm cũ hơn.



Mức chi phí dành cho CPU chỉ là 1 phần. Nếu anh em chọn lên đời AMD Zen 4, gần như anh em phải thay thế toàn bộ, ít nhất là combo 3 món CPU - mainboard - RAM. Nền tảng AM5 chỉ hỗ trợ DDR5, và đây là 1 nguồn tiêu hao tiền không nhỏ ở thời điểm hiện tại, khi DDR4 8 GB chỉ khoảng 700,000 đồng nhưng DDR5 8 GB đến hơn gấp 3 lần. Lúc này, khả năng hỗ trợ DDR4 của Intel Raptor Lake lại trở thành điểm “ăn tiền” trong mắt người dùng phân khúc tầm trung trở xuống.