AMDの新CPUアーキテクチャ「Zen 5」の採用でRyzen 9000／Ryzen AI 300は強くなった？ 特徴や変更点を解説（2/4 ページ）

[西川善司，ITmedia]

「Zen 5」は「Zen 4」から何が変わった？

　Zen 5アーキテクチャのCPUコアについて、もう少し詳しく見ていこう。

　フロントエンド部では、命令発行部がZen 4の6基から8基に拡張された。また、分岐予測器も劇的にパワーアップ。分岐予測精度を改善した上で、分岐予測が失敗した際の「パイプラインストール」を最小限に留めることに成功している。

Zen 5アーキテクチャのCPUコアのブロックダイヤグラム

　最近のCPUのトレンドになるつつある「順不同命令実行（アウトオブオーダー）」については、並べ替えられる命令数をZen 4の最大320命令から最大448命令に拡大された。言い換えると、アウトオブオーダーのカバー範囲が1.4倍に拡大している。命令実行部を見てみると、整数命令や浮動小数点命令の実行ユニットをシンプルに“増量”することでパワーアップしている。

　SIMD命令の実行部に関しては、「AVX-512」命令にネイティブ対応を果たした。具体的には、レジスタ用のデータバスを256bitから512bitへと拡張したことで、512bitレジスタに対して1クロックでアクセスできるようになり、結果としてAVX-512命令の実行効率が改善している。キャッシュメモリへのアクセスアルゴリズムも改良している。

　上記の取り組みの結果、既に相当に優秀だったZen 4のIPC（1サイクル当たりの命令数）が、Zen 5では平均16％も改善したという。

Zen 5のアーキテクチャ解説を担当した、AMDのマーク・ペーパーマスター氏（エクゼクティブバイスプレジデント兼CTO）

Zen 4比で、Zen 5のIPCは平均16％改善する

Ryzen 9000シリーズに合わせて登場する「AMD 800シリーズ」チップセット

　Ryzen 9000シリーズのリリースと合わせて登場するAMD 800シリーズチップセットだが、CPUと同時に発表されたハイエンド向け「AMD X870E（Extreme）」「AMD X870」に加えて、エントリークラスの製品として「AMD B850」と「AMD B840」が登場する。

　600シリーズの次なので、順当に行けば「AMD 700シリーズ」になるところ、今回は800シリーズとなっている。その理由について、AMDから特に説明がないが、一説によるとIntelが2024年後半にリリースするとされているデスクトップPC向けの「Core Ultraプロセッサ」（開発コード名：Arrow Lake）のチップセットが「Intel 800シリーズ」になることを“意識”したマーケティング戦略だと言われている。

AMD 800シリーズチップセットのラインアップ

X870E／X870：USB4の搭載を“必須”に

　ハイエンド向けのX870E／X870は、GPUとNVMe SSDの接続の両方にPCI Express 5.0バスを利用できることが特徴だ。また、両チップセットを搭載するマザーボードではUSB4ポートの搭載が必須（Mandatory）となる。加えて、オーバークロック機能はCPUとメモリの両方にフル対応可能だ（詳細は後述）。

　……と、これだけ見ると、X870EとX870の違いが分からないが、実はチップセット経由で提供されるPCI Express 4.0バスのレーン数が異なる。X870Eは20レーン用意されているのに対して、X870では12レーンにとどまる。「グラフィックスカード（GPU）を2基以上搭載したい」「NVMe SSDをたくさん使いたい」という人にはX870Eをお勧めするが、ゲーミングを含む一般用途ではX870でも十分だ。

B850／B840：PCI ExpressバスとUSB規格に注意

　メインストリーム向けの上位モデルであるB850では、原則としてグラフィックスカードをPCI Express 4.0 x16で接続する。ただし、NVMe SSDの接続数を妥協（削減）すれば、PCI Express 5.0 x16接続に変更可能で、そのような仕様のマザーボードも出てくるようだ。USBポートは、最大でUSB 3.2 Gen 2x2（USB 20Gbps）となる。オーバークロック機能は、CPUとメモリの両方にフル対応可能だ。

　一方、メインストリーム向けの下位モデルとなるB840は、グラフィックスカードがPCI Express 3.0 x16接続となる。USBバスもUSB 3.2 Gen 2（USB 10Gbps）までとなる。オーバークロック機能はメモリに対してのみ対応する。あえていうなら、B840は「Socket AM5対応CPUをとりあえず動かすためのチップセット」で、ゲーミングPCやクリエイター向けPCには向かない。

AMD 600シリーズのチップセットではUEFI更新が必要

　先述の通り、Ryzen 7000シリーズに合わせて登場したAMD 600シリーズチップセットは、Ryzen 9000シリーズでも問題なく対応している。ただし、言うまでもないが、マザーボードの出荷時期によってはUEFI（BIOS）の更新が必要だ。マザーボードによっては、UEFIの更新に“古い”Ryzen 7000シリーズを用意する必要があるかもしれないので注意したい。これから購入するのであれば、Ryzen 9000シリーズに対応済みのマザーボードを選ぶと良さそうだ（参考記事）。

　なお、AMD 800シリーズチップセットは「順次提供」とのことで、最初は搭載マザーボードがそれほど潤沢でなさそうなニュアンスだ。当面は、AMD 600シリーズを搭載するマザーボードが主流となるだろう。ただし、Ryzen 9000シリーズの新しいオーバークロック機能は800シリーズでのみ利用できるとのことなので、Ryzen 9000シリーズは800シリーズチップセットを搭載するマザーボードと同時購入したい。

Ryzen 9000シリーズの新オーバークロック機能「Curve Shaper」

　Ryzen 9000シリーズと、B840を除くAMD 800シリーズチップセットを搭載するマザーボードを組み合わせると、新しいオーバークロック機能「Curve Shaper（カーブシェイパー）」を利用できる。

　その名を聞いて、過去のRyzenシリーズにもあったオーバークロック機能「Curve Optimizer（カーブオプティマイザー）」を思い出す人もいると思う。端的にいうと、Curve Shaperは、Curve Optimizerの設定をよりきめ細かくできるようにしたものだ。

　Curve Optimizerでは「電圧」と「動作クロック」の組み合わせを設定できる。Curve Shaperでは、その設定値を土台とした上で「温度ポイント」3点と「周波数ポイント」5点の計15ポイントにおいて電圧の微調整を行える。例えば「安定している領域は電圧そのまま」「不安定な領域は電圧アップ」といった設定が可能だ。

　説明からも分かる通り、Curve ShaperはCurve Optimizerと同様に上級者向け機能であることに変わりはない。

Curve ShaperとCurve Optimizerの相違点

実際にUEFIセットアップの画面において「Curve Shaper」機能の項目を開いて、オーバークロック設定をカスタマイズしている様子

イベントでは、液体窒素を使って“極限オーバークロック”をするデモンストレーションも行われた。この時はRyzen 9 9950Xを6.3GHzで動かしていたが……

この設定で「CINEBENCH」のマルチコアテストを“完走”できた。スコアは5万3557と非常に高い

　Zen 5アーキテクチャは、モバイル向けAPU（GPU統合型CPU）であるRyzen AI 300シリーズでも採用されている。