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AMD 5nm Ryzen 5000系列處理器不擠牙膏比Zen 2 IPC性能提升32%在2021-22年登場

  台積電的 7nm 工藝研發及量產速度絕對是全球所有半導體廠之中稱霸，目前已坐擁 Apple、Qualcomm、華為、AMD 等大客，除了 7nm 及改良版 7nm EUV 工藝量產如火如荼之外，最新有消息指台積電已在本月開始 5nm 工藝的試產，全新 5nm EUV 相比初代 7nm 工藝在晶體管密度提升約 1.84 倍，運算速度可提升 15%，在台積電 5nm 工藝加持再配合 Zen 4 新架構，預期 Ryzen 5000 系列的 IPC 性能相比 Ryzen 3000 系列最多可增加 32%，AMD 真香!!

  作為全球半導體代工龍頭，台積電無論在製程的領先性、市場佔有率都遠遠拋離對手 Samsung、Intel「一大截」 ，目前的消息指台積電已提前在 3 月份試產 5nm 工藝，初期產能已經被客戶全部預定，5nm 工藝亦將分“兩步走”，今年量產的是 N5 版本，明年量產 N5P 版本。

  雖然台積電官方還沒有公佈 5nm 工藝的具體指標，不過專門分析工藝參數及性能的 WikiChip 網站日前就發佈了一篇關於台積電 5nm 製程的分析論文，結果發現與目前的 7nm 相比，全新的 5nm 在性能上提升巨大。

  WikiChip 根據之前在 Techcon 2019、IEEE IEDM 及 ISSCC 2020 等會議上獲得的訊息分析了台積電的 5nm 工藝，在資料圖中顯示，台積電 5nm 的柵極間距為 48nm，金屬間距為 30nm，鰭片間距 25-26nm，單元高度為 180nm，所以，計算得出台積電 5nm 晶體管密度為每平方毫米 1.713 億個。

  台積電之前的 16nm 及 10nm 工藝晶體管密度分別為 2888 萬個及 5251 萬個，5nm 晶體管密度已經達到了這兩種工藝的 6 倍及 3.3 倍，再對比 9120 萬個晶體管的 7nm 工藝，相比之下，5nm 在這一數字上增加了 88%，而台積電此前表示增加了 84%，符合預期。

  那麼 5nm 製程工藝到底有什麼性能變化？相比現有的 7nm 工藝晶體管密度能提升約 1.84倍，因此可預期 N5 版本在性能提升 15% 的同時，功耗下降 30%、晶體密度增加 80%，而 N5P 則在 N5 的基礎上更進一步，性能增強 7%，功耗再次下降 15%。

  AMD 作為台積電的一大客戶，5nm 工藝性能提升同樣亦獲得受惠，在 3 月初的 Financial Analyst Day 2020 財務分析大會 AMD 除了確認今年推出 Zen 3 架構的 Ryzen 4000 系列桌面版處理器之外，同時亦透露了 Zen 4 架構的部份資料，基於 Zen 4 的新 EPYC、Ryzen 處理器將會採用更先進的 5nm 工藝（台積電）。

  如果 AMD 給出的路線圖是準確的話，在今年推出 7nm Zen 3 架構的 Ryzen 4000 系列桌面版處理器之後，5nm Zen 4 架構的 Ryzen 5000 系列就會接位，雖然目前仍未知 Zen4 的 IPC 性能提升多少，但參照 AMD 自 Zen 架構開始每代升級都有 10-15% 的 IPC 性能提升，若果 AMD 仍然保持到相同進度的話，Ryzen 5000 系列相比目前的 Ryzen 3000 系列將會有 20-32% 之間的 IPC 提升。

  除了可預期的 IPC 性能提升之外，幾乎可以確定 Ryzen 5000 系列將會改用 SP5 新插槽，因此在新平台又會新增更多功能，之前已傳出 AMD 很大機會為 Ryzen 5000 系列支援 PCIE 5.0 及 DDR5 記憶體，具體能耗表現及性能未透露，但可以肯定在新構架、新工藝下 AMD 將會在 Zen 4 架構為大家帶來更多的驚喜。

  再看看 AMD 的官方路線圖，已暗示 Zen 4 會在 2022 年之前的時間點完成，業內普遍認為大約會在 2021 年 Q3-Q4 推出，若果 Zen 4 真的支援 PCIE 5.0 及 DDR5，亦代表 PCIE 5.0 及 DDR5 會 在 2021 年前就會登場，讓人非常期待。

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