Je tomu na měsíc přesně 6 let, co Mike T. Clark, architekt prvního Zenu (a snad i Zen 4), při rozhovoru pronesl větu „Jako architekt již pracuji na Zen 5…“, jež rozjela vlnu úvah a spekulací, která v podstatě neskončila dodnes.

Dnes toho je známo podstatně více než před šesti lety. Víme, že Zen 5 je architektura zaměřená na IPC (spíše než na taktovací frekvence). Víme, že nabídne více (6) ALU, vylepšenou podporu instrukcí a formátů dat (např. FP16, rychlejší AVX-512) a přitom vznikne na 4nm procesu TSMC, což je jen drobné vylepšení 5nm výroby, kterou využívá stávající Zen 4.

Duben 2024 není jen šestiletým výročím od první zmínky o této architektuře, ale také rokem od okamžiku, kdy AMD v laboratořích zprovoznila první vzorek Zen 5.

• AMD má již v laboratoři funkční vzorek 64jádrového Zen 5 ^{duben 2023}

Prakticky od loňského roku se vedou debaty na téma mezigeneračního nárůstu IPC, které živí i zdánlivé rozpory mezi uniklou roadmapou hovořící o minimálně 10-15 %, informacemi od partnerů AMD, kterým AMD někdy v loňském roce měla zmínit (minimálně?) 15-20 % navíc a nakonec útržkovitými zvěstmi, které hovoří o zhruba 30 nebo i 40 %. Kde je vlastně pravda?

Roadmapa AMD zmiňující nárůst IPC o minimálně 10-15 % (via MLID)

Zmínku v roadmapě o 10-15 % je potřeba chápat v kontextu daného sdělení. V první řadě si je potřeba všimnout, že formulace u očekávaných produktů je odlišná od formulace u vydaných („dosaženo“) a dále symbolu „+“, který definuje, že hodnoty 10-15 % nejsou rozsahem, ve kterém se bude IPC pohybovat, ale minimem, které chce AMD překročit.

Zmínka o 15-20% rozsahu, kterou AMD v loňském roce sdělila partnerům, bude realitě blíže, ale jejím cílem nejspíš nebylo nic jiného, než sdělit, že nárůst IPC bude vyšší než u Zen 4, ale zároveň nevytvářet přílišná očekávání a plané naděje pro případ, že by vše nevyšlo podle plánu (nedodržené sliby obvykle vyvolávají větší zklamání než dodržení i třeba slabě podprůměrného mezigeneračního navýšení). Připomeňme, že podobně opatrný přístup AMD volila i při propagaci předchozích generací, kdy například u původního Zenu avizovala „až 40% nárůst IPC“ a nakonec předložila průměrný nárůst 52%. U Zen 2 padla zmínka o více než 10 % a konečná hodnota byla 15 % a připomenout lze i Zen 4, kde padla zmínka o 8% nárůstu v Cinebench, který se nakonec ukázal být pro tuto architekturu nejhorším scénářem, zatímco průměr byl kolem 13 %, po vyladění firmwaru kolem 14 %.

Dlouhodobě působící leaker Kepler_L2 na diskuzním fóru webu Anandtech uvedl, že v (neupřesněném testu sady) SPEC dosahuje Zen 5 při stejném počtu jader jako má Zen 4 o 40 % vyššího výkonu. Nejde zdaleka o první zprávu, která naznačuje nárůst IPC přes 20 %, ovšem jejich počet narůstá a tento zdroj je relativně spolehlivý. Nicméně zůstává důležité nezaměňovat výkon (o kterém Kepler mluví) s IPC a dále mít na paměti, že nevíme, na kterém testu ze sady SPEC byl výkonnostní nárůst naměřen. Prakticky v každé generaci architektur (Zen 3, Alder Lake, Zen 4…) se našla aplikace (někdy i ze sady SPEC), kde došlo k vysokému nárůstu IPC (~30-60 %), zatímco průměrný nárůst IPC byl spíše poloviční. Podobné útržkovité údaje je proto potřeba chápat v daném kontextu a nezobecňovat je.

Vraťme se ještě k rozdílu mezi výkonem a IPC. Obvykle je IPC chápáno jako výkon dosažený na jednotku taktovací frekvence. Jinými slovy výkon = IPC × takt. V praxi je situace složitější, protože ji ovlivňuje čím dál více proměnných. S posledními generacemi zejména nárůst počtu jader, kdy výkon v zátěži všech jader může být podstatně více limitován uspořádáním jader, strukturou sdílených cache a na druhé straně i konkrétním poměrem mezi reálně dosahovanými takty při jednojádrovém boostu a při boostu všech jader. I když tedy budeme srovnávat dejme tomu výkon 16jádrového Zen 4 s maximálním taktem 5,5 GHz s 16jádrovým Zen 5 s maximálním taktem 5,5 GHz, může mezigenerační rozdíl v jednojádrové zátěži dosahovat významně odlišných výsledků než mezigenerační rozdíl při celkovém zatížení. Ve druhém případě totiž bude hrát roli neznámá v podobě reálného taktu (vícejádrový boost) a navíc i architektonické změny, které se při zátěži jednoho jádra nemusejí projevit (např. spekulovaná přepracovaná struktura L3 cache).

Pokud by například v jednojádrové zátěži byl průměrný nárůst IPC / výkonu (předpokládejme ± stejné maximální takty u obou generací) kolem 25 %, může být ve vícejádrové zátěži nárůst výkonu třeba ~30 % a v konkrétní aplikaci, které bude architektura nadprůměrně sedět, pak může snadno dojít i ke ~40% nárůstu. Rozhodně však nelze stavět rovnítko mezi jeden (neupřesněný údaj) a průměr IPC architektury ve skutečně jednojádrovém (přesněji jednovláknovém) zatížení.