2023年，AMD Zen4内核惊艳亮相，性能飙升超过50%

Zen4已经是AMD Zen系列架构发布以来的第4代，虽然这款架构的革新和性能提升幅度都不是最大的，但是在Zen3基上的一步飞跃，并在新工艺的加成下巨幅提高了频率，该款最高加速的频率不仅仅首次突破了5GHz，而且还超越性地达来到了5.7GHz！

按照AMD的官方数据，Zen4相比于Zen3，同等性能下功耗可降低至多62％，同等功耗下性能可提升至多49％！

今天，我们就来深入了解一下Zen4架构、平台的革新之处，看看如此巨大的提升是从而来的。

对比四代架构，初代Zen的变革、提升幅度最猛，Zen2是一次优化升级，尤其chiplet设计奠定未来基础，Zen3则是再一次革命性的大变，19％ IPC提升也非常感人，Zen4再来个小步快跑就非常符合情理和逻辑了。

按照AMD的说法，Zen4架构的设计目标有三个方面：

一是性能，IPC(每时钟周期指令数或同频性能)和频率提升幅度都要达到两位数(超过10％)；

二是延迟，通过增大二级缓存、改进缓存有效性，大幅降低平均延迟；

三是能效，在整个TDP(热设计功耗)范围内，显著降低动态功耗。

为了达成以上目标，Zen4对整个微架构体系进行了升级优化，包括前端、执行引擎、载入/存储单元、缓存、指令集等等，后边我们会一一讲到。

整体而言，Zen4架构的核心升级点包括：改进分支预测、增大OP指令作缓存、增大指令退役队列、增大整数/浮点寄存器文件、加深核心缓冲吞吐、浮点单元支持AVX-512指令、改进载入/存储单元、增大二级缓存。

前端部分变化较大，这里包括指令缓存、分支预测、解码器、指令缓存、微指令队列等模块。

Zen4架构重点改进了分支预测部分，包括每时钟周期预测两个跳转分支、一级缓存BTB(分支目标缓冲)增大50％达到1.5K条目、二级缓存BTB扩容从6.5K略增至7K。

另外，指令缓存(Op Cache)增大了约68％达到6.75K条目，每时钟周期可以完成多达9个宏指令(增加1个)。

不变的则是解码器每时钟周期发出4条指令、微指令队列每时钟周期分派6个整数＋浮点指令。