Микроархитектура процессора AMD Zen создана с расчетом на увеличение производительности на каждое ядро, в частности, на увеличение вычислительной мощности каждого ядра. Согласно репортажу сайта 3DCenter.org, в каждом ядре Zen присутствует практически вдвое больше декодирующих и арифметико-логических блоков, равно как и арифметических блоков с плавающей запятой, по сравнению с его предшественником.
В сущности, Zen – это продукт, который инженеры AMD могли создать после того, как кому-нибудь из них в голову пришла гениальная идея: «Что, если вместо модуля из двух соединенных ядер Steamroller, нам сделать одно большое ядро и добавить поддержку SMT?».
В микроархитектурах после Bulldozer – архитектуре, дебютировавшей вместе с первыми процессорами серии FX на сокете AM3+, – и вплоть до Excavator, который выйдет с APU Carizzo, AMD всегда руководствовались модульным подходом в создании центральных процессоров – в процессорах присутствовало по два физических ядра, с комбинацией разделенных и совместных ресурсных мощностей. Здесь же идея состояла в том, чтобы создать процессор, больше похожий на Intel Core 2 – в котором два ядра соединены в единый, неразрывный блок.
Путь AMD по созданию такого процессора был связан с определенными трудностями. К примеру, в какой-то момент проблемным стал тот факт, что данные от приложений загружали мультимодульный процессор последовательно, одно ядро за другим, что выливалось в мягко говоря не оптимальную производительность, чем если бы сначала загружалось по одному ядру каждого модуля, а затем при необходимости подключались бы другие ядра. Программисты AMD смогли обмануть сторонний софт, заставив программы думать, что «модуль» — это «ядро», в котором есть два «потока» (к примеру, восьмиядерный процессор FX-8350 будет казаться программам четырехъядерным процессором с восемью потоками выполнения).
При разработке Zen, AMD избавилась от барьеров, которые разделяли два ядра внутри одного модуля. В одном большом монолитном ядре есть 4 декодера (часть процессора, объясняющая ядру, что делать), 4 арифметико-логических блока (в Bulldozer каждое ядро имело по два таких блока) и 4 арифметических блока с плавающей запятой, шириной 128-бит, вкупе с двумя блоками умножения-сложения на 256-бит. Таким образом, каждое ядро получает практически вдвое большую вычислительную мощность. Также AMD добавили в Zen технологию SMT, как у Intel, которая работает примерно так же, как и HyperThreading.