TSMC の 7nm プロセスにより、AMD は Intel に対して製造上の優位性を獲得します。
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TSMCの7nmプロセスは、AMDにIntelに対する製造上の優位性をもたらす。クレジット：AMD
その鍵となるのはTSMCの7nmプロセスです。このプロセスは、オリジナルのZenパーツに使用されていた14nmプロセスの2倍のトランジスタ密度を実現します。同じ性能レベルでは、消費電力は約50%削減され、逆に同じ消費電力であれば、性能は約25%向上します。TSMCの14nmプロセスと12nmプロセスはどちらも、ワットあたりの性能でIntelの14nmプロセスに遅れをとっていますが、7nmプロセスではTSMCがリードするでしょう。
Zen 2は、初代Zenのいくつかの弱点にも対処しています。例えば、初代Zenでは256ビットのAVX2演算を処理するために128ビットのデータパスを使用していました。各演算は2つの部分に分割され、順次処理されていました。AVX2を使用するワークロードでは、ネイティブ256ビット実装を持つIntelに大きな優位性がありました。Zen 2では、浮動小数点演算ユニットとデータパスが256ビットに倍増し、利用可能な帯域幅が2倍になり、このコードのパフォーマンスが大幅に向上しています。整数ワークロードでは、分岐予測とプリフェッチの精度が向上し、一部のキャッシュが拡張されています。
Zen 2 では、Spectre 攻撃のいくつかの亜種に対するハードウェア保護も強化されます。
初代Zenはマルチチップモジュール設計を採用していました。チップは1個、2個、または4個のダイ（それぞれRyzen、第1世代Threadripper、Epyc/第2世代Threadripper）で構成され、これらがすべて1つのパッケージにまとめられていました。各ダイには、2つのコアコンプレックス（4コアのブロック）、2つのメモリコントローラー、いくつかのInfinity Fabricリンク（ダイ間の接続用）、そしていくつかのPCIeチャネルが搭載されていました。これにより、AMDはシングルダイの8コア/16スレッドRyzenから、32コア/64スレッドEpycまで容易に拡張することができました。
オリジナルのZenトポロジー：各ダイにはプロセッサに必要なすべての部品が搭載されている。クレジット：AMD
Zen 2は、マルチチップ設計を採用しながらも、大きく異なるアプローチを採用しています。各ダイにCPU、メモリコントローラ、I/Oを搭載するのではなく、新しい設計では各ダイの役割を分割しています。1つの14nm I/Oダイに8つのメモリコントローラ、8つのInfinity Fabricポート、PCIeレーンが搭載され、さらにCPUとInfinity Fabricのみを搭載した7nm「チップレット」が複数配置されます。この新しいアプローチにより、従来のZenの厄介な点のいくつかが改善されるはずです。例えば、あるZenダイのコアが別のダイのメモリを使用しなければならない場合、レイテンシのオーバーヘッドが大きくなります。Zen 2の設計では、メモリレイテンシははるかに均一になるはずです。
新しいZen 2設計：共通I/O機能は14nm I/Oダイに搭載され、7nm「チップレット」にはCPUのみが搭載されている。クレジット：AMD
AMDによれば、Zen 2は現在サンプル出荷中で、プロセッサは2019年に市場投入される予定だという。7nmプロセスの拡張版を使用するZen 3は現在「順調」に進んでおり、2020年に登場しそうである。また、より高度なプロセスを使用するZen 4は現在設計段階にある。