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プレイステーション5のCPUに採用されている「コア・コンプレックス」について|PS5関連用語

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コア・コンプレックス(Core Complex、略称:CCX)とは

CPUにおける「コア・コンプレックス(Core Complex、略称:CCX)」は、AMDのZenマイクロアーキテクチャにおける設計概念の一つです。CCXは、複数のCPUコアとそれらが共有するキャッシュメモリを含むクラスターを指します。具体的には、4つのCPUコアとそれらが共有するL3キャッシュで構成されています。

この設計により、CPUコア間でのデータ共有が効率的に行われ、プロセッサの全体的な性能が向上します。また、CCXは用途に応じて構成を変更することが可能で、柔軟なCPU設計が実現されています。

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CCXからCCDへ
AMDのZen 2アーキテクチャでは、CCXをさらに進化させた「Core Complex Die(CCD)」が導入されました。CCDは、CCXの概念をベースに、さらに高度な設計が施されており、Zen 2以降のプロセッサで採用されています。

CCXおよびCCDの設計は、AMDのCPUが高いマルチスレッディング性能を持つ理由の一つであり、特にサーバーやハイエンドデスクトップ市場での競争力を高めています。

Zenマイクロアーキテクチャの設計概念

Zenマイクロアーキテクチャは、AMDによって開発されたCPUの設計概念で、2017年にRyzenシリーズのCPUとして市場に登場しました。Zenアーキテクチャは、以前のBulldozerアーキテクチャから大きく進化し、ゼロから完全に新しく設計されたものです。以下は、Zenマイクロアーキテクチャの主な設計概念です。
・ コアあたりのパフォーマンスの向上:
Zenの設計の主な目標は、コアあたりの性能を大幅に向上させることでした。
・ 同時マルチスレッディング(SMT):1コアあたり2スレッドで処理できるようになり、これによりマルチスレッド処理のスループットが向上しました。

・ キャッシュメモリの改善:L1、L2、L3キャッシュの帯域が増加し、特にL3キャッシュは以前の設計と比較して5倍の帯域を提供します。

・ エネルギー効率の向上:クロック・ゲーティングやMove eliminationなどの技術により、電力消費を削減しました。

・ 高性能なハードウェア乱数生成器:RDSEED命令への対応により、セキュリティ機能が強化されました。

・ DDR4 SDRAMへの対応:新しいメモリ規格に対応し、メモリ性能が向上しました。

伝説のエンジニア「ジム・ケラー」により開発された「Zenアーキテクチャ」

Zenアーキテクチャの開発は、ジム・ケラーがリーダーを務めたチームによって行われ、14nm FinFETプロセスで製造されました。Zenは、コアあたりの命令実行数(IPC)をExcavatorアーキテクチャと比較して40%以上向上させるという目標を達成し、最終的には52%のIPCの改善を実現しました。

Zenアーキテクチャは、AMDのCPUが高いマルチスレッディング性能を持つ理由の一つであり、特にサーバーやハイエンドデスクトップ市場での競争力を高めています。

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Zenマイクロアーキテクチャ開発の背景
ジム・ケラー氏によるZenマイクロアーキテクチャの開発背景には、AMDが市場で競争力を取り戻すための重要な転換点が含まれています。AMDは、長らく開発が停滞していたBulldozerアーキテクチャ以来となる、ゼロから完全に新しく設計されたアーキテクチャを必要としていました。

2012年、AMDに復帰したジム・ケラー

ケラー氏は、2012年にAMDに復帰し、Zenマイクロアーキテクチャの開発を率いました。彼のリーダーシップの下、Zenはコアあたりのパフォーマンスの向上を主な目標とし、同時マルチスレッディング(SMT)、キャッシュメモリの改善、エネルギー効率の向上など、多くの新しい特徴と改善点を導入しました。
ケラーが描いたZenのロードマップ
ケラー氏は、Zenの開発において、数世代後では当たり前のことを可能にするための大きなロードマップを描いていました。AMDはそのロードマップに一貫して従い、Zenアーキテクチャを成功させました。ケラー氏は、Zenの構想を大きく書き換えて変革する必要があるとも述べており、AMDは見事にその構想を実現してきました。

ジム・ケラー氏の経歴と彼が関与したプロジェクトは、半導体業界における彼の才能と影響力を示しています。Zenマイクロアーキテクチャの成功は、彼の技術的洞察と革新的なアプローチの結果であり、今日のAMDの躍進につながっています。

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