Có thể nói 2022 là 1 năm khá nổi bật của AMD, khi đội đỏ mang đến cho người dùng rất nhiều sự kiện đáng chú ý cùng những sản phẩm ấn tượng. Từ ứng dụng công nghệ 3D V-Cache đến kiến trúc Zen 4 cho vi xử lý và cả RDNA 3 ở mảng GPU, AMD dẫn dắt khách hàng đi từ bất ngờ này đến bất ngờ khác. Dĩ nhiên không có thứ gì là hoàn hảo, nhưng nhìn chung “Red Team” đã trải qua 1 năm Nhâm Dần đáng nhớ.
Công nghệ xếp chồng bộ đệm L3 - 3D V-Cache - hay 3D stacked vertical cache của AMD được giới thiệu và ứng dụng lần đầu tiên trên mẫu Ryzen 7 5800X3D, xuất hiện chính thức ngoài thị trường từ tháng 4/2022. 3D V-Cache ra đời do nhu cầu bổ sung thêm dung lượng bộ đệm trong CPU với không gian giới hạn. Về nguyên tắc trên kiến trúc Zen 3, vi xử lý AMD Ryzen có diện tích mỗi CCD khoảng 82 mm2, gồm tối đa 8 nhân và bộ đệm L3 32 MB nằm giữa, chiếm phần diện tích 35.5 mm2. Nếu muốn tăng bộ đệm, AMD buộc phải bổ sung thêm các chiplet, nhưng Ryzen có kích thước giới hạn để đảm bảo tính tương thích, vì vậy 3D V-Cache ra đời.
AMD sử dụng công nghệ xếp chồng và đóng gói tiên tiến gọi là 3DFabric để tạo nên mẫu Ryzen 7 5800X3D, nâng dung lượng bộ đệm lên đến 64 MB 3D V-Cache, vẫn có 8 nhân, 16 luồng và TDP 105 W. Ryzenn 7 5800X được chọn để áp dụng 3D V-Cache do phần bộ đệm tăng thêm sẽ mang lại lợi ích lớn cho game thủ, đồng thời đây cũng là con chip tối ưu để chơi game. Bổ sung 3D V-Cache đồng nghĩa với lượng điện tăng, nhiệt lượng tỏa ra cũng cao hơn, dẫn đến Ryzen 7 5800X phải hạ xung để đảm bảo giữ nguyên TDP 105 W, hoạt động ở mức gốc 3.4 GHz và boost 4.5 GHz thay vì 3.8 GHz và 4.7 GHz. Ngoài ra, do lúc bấy giờ 3D V-Cache còn rất mới, AMD cần biết được sự đón nhận của người dùng như thế nào.
Qua những thử nghiệm do chính AMD thực hiện và cả thực tế từ người dùng, Ryzen 7 5800X3D cung cấp hiệu năng chuyên game rất ấn tượng, thậm chí cao hơn cả Intel Core i9-12900K. Còn so sánh nội bộ thì 5800X3D nhanh hơn 15% so với Ryzen 9 5900X ở các tựa game chạy trên độ phân giải Full HD. Đến thời điểm hiện tại, Ryzen 7 5800X3D vẫn là 1 mẫu CPU cho game rất đáng sở hữu, ít nhất trước khi Ryzen 7000 Series “Zen 4” kết hợp cùng 3D V-Cache ra mắt trong Q1/2023.
Zen 4 là 1 trong 2 bước tiến lớn của AMD trong năm 2022. Kiến trúc vi xử lý hoàn toàn mới, dựa trên tiến trình 5 nm của TSMC, hỗ trợ PCIe 5.0, DDR5 và socket AM5. Tuy thay đổi cả nền tảng nhưng dường như AMD chỉ xem Zen 4 như là 1 phiên bản cập nhật tăng cường của Zen 3, mang thêm những cải tiến và nâng cấp. Thông tin này thể hiện qua Ext. Family trong phần mềm CPU-Z, cùng là 19 tương tự như Zen 3, anh em có thể thấy điều này cũng giống như Ryzen 3000 Series và Ryzen 4000 Series đều có Ext. Family là 17.
Ở các vi xử lý Raphael, dung lượng bộ đệm L3 vẫn giữ nguyên mức 4 MB mỗi nhân, trong khi đó bộ đệm L2 được nâng lên gấp đôi, từ 512 KB lên 1 MB mỗi nhân. AMD tăng mức xung hoạt động dẫn đến độ trễ của L3 cache tăng 4 cycle, bù lại mỗi cycle lại ngắn hơn, từ đó hiệu năng và độ trễ thực tế giữ nguyên như thế hệ trước. Đặc biệt, bộ đệm uOP (micro-Operation cache) cải thiện, cao hơn 1.5 lần so với Zen 3. uOP chứa các chỉ lệnh đã được giải mã (decoded instruction) giúp vi xử lý có thể sử dụng lại chúng mà không cần phải thông qua các bộ giải mã lệnh (instruction decoder) vốn mất thời gian và tiêu tốn năng lượng. Theo AMD, IPC của Zen 4 cải thiện 13% ở mức xung 4 GHz, 8 nhân 16 luồng. Mức tăng IPC thấp nhất 1% đến cao nhất 39% tùy ứng dụng, trong khi IPC đối với game cũng tăng, từ 3% đến 32%. Nhờ kiến trúc và tiến trình mới, Ryzen 7000 Series có thể hoạt động ở xung cao, tốc độ boost đơn nhân đến 5.7 GHz.
Zen 4 sử dụng socket AM5, các vi xử lý đóng gói LGA tránh tình trạng hư hỏng hay cong chân CPU như trước. AMD thiết kế độ cao IHS và kích cỡ phần lưng thích hợp để tương thích ngược với những mẫu tản nhiệt dùng cho socket AM4 trước đó. Các linh kiện SMD đặt cùng 1 phía với CCD và IOD, vì vậy toàn bộ mặt dưới là các chân tiếp xúc. CCD và IOD được hàn vào IHS nhằm tăng cường khả năng dẫn nhiệt, AMD cũng thay đổi cách giới hạn vi xử lý, theo đó con chip sẽ thoải mái hoạt động đến ngưỡng 95 độ C để có hiệu năng tối ưu nhất.
DDR5 và PCIe 5.0 có mặt trên nền tảng Zen 4. Vì đây là lần thay đổi nền tảng lớn nên những công nghệ mới đều được hỗ trợ, tuy nhiên kéo theo là giá thành tăng đột biến. Vi xử lý Ryzen 7000 Series và nền tảng AM5 chỉ hỗ trợ RAM DDR5 cũng như cung cấp các làn PCIe 5.0. Mức giá hiện tại của DDR5 vẫn còn cao, dù tốc độ được cải thiện nhưng độ trễ lớn, dù vậy khả năng nâng cấp, cải tiến về sau là rất lớn. Chuẩn PCIe 5.0 mang đến băng thông cao hơn, thích hợp cho những mẫu SSD thế hệ mới, có tốc độ đọc ghi lên đến 10 GBps, thậm chí đến 12 GBps. Để so sánh thì SSD PCIe 4.0 hiện tại đang nằm ở giới hạn khoảng 7 GBps, nghĩa là mức tăng về tốc độ truyền tải từ 43% đến 71%.
Kiến trúc đồ họa RDNA 3 với 2 đại diện đầu bảng gồm Radeon RX 7900 XT và RX 7900 XTX ứng dụng thiết kế chiplet cho GPU đầu tiên trên thế giới, trong đó có GCD (Graphics Chiplet Die) sản xuất trên tiến trình 5 nm và MCD (Memory Chiplet Die) sản xuất trên tiến trình 6 nm. Thiết kế chiplet giúp Radeon RX 7000 Series không chỉ cải thiện xung nhịp so với thế hệ trước, mà còn cho phép chơi game với độ phân giải kèm khung hình cực cao, độ trễ cực thấp và đáng chú ý hơn, hiệu quả sử dụng điện (Performance per Watt) cao hơn nhiều lần. AMD có sự thay đổi về kiến trúc và sắp xếp bên trong GPU ở RDNA 3. Thay vì kiểu truyền thống như RDNA 2 gồm các đơn vị đổ bóng (shader engine) chứa các đơn vị tính toán kép gồm stream processor, texture unite và ray acceleration unit, RDNA 3 có compute unite gọi là workgroup processor, chứa bên trong là stream processor cùng các thành phần khác.
