AMD vyrábí hybridní CPU a tady je to, jak to bude vypadat

Když Intel koncem roku 2021 uvedl na trh své čipy Alder Lake 12. generace, udělal něco opravdu jedinečného, ​​když použil dva zcela odlišné druhy jader ve stejném balíčku. Intel samozřejmě nevynalezl to, čemu říká „hybridní architektura“, protože Arm dělal v podstatě totéž pod tím, co nazývá big. MÁLO už léta. Na stolních počítačích to však byl velký problém, protože to Intelu umožnilo dosáhnout vysokého výkonu při použití menšího výkonu a plochy, než by měl nehybridní CPU. AMD mezitím nadále nabízí pouze jednu architekturu na CPU.

Ale nebude tomu tak navždy, jako AMD již téměř potvrdilo, že její první hybridní procesor je na obzoru. Nejen, že se jedná o velký problém v technickém smyslu, ale také to znamená, že AMD si pro jednou dělá poznámky od Intelu (a Připomeňme, že Intel kdysi zesměšňoval chipletovou strategii AMD a nyní vyrábí své vlastní čiplety, které jsou označeny jako dlaždice). Nevíme přesně, jak daleko AMD se svou hybridní architekturou zajde, ale už máme zásadní podrobnosti o tom, jaký bude pravděpodobně první hybridní CPU společnosti.

Jak může hybridní architektura udělat Ryzen ještě lepší

Přestože má AMD spoustu různých CPU produktů, v tomto se zaměřuji pouze na Ryzen pro stolní počítače a notebooky článek, většinou proto, že hybridní architektura se tradičně používá pro spotřební zboží a ne moc (pokud Něco dalšího. Body, které zde uvádím, se však budou do značné míry týkat jiných věcí, jako je segment datových center.

Jednou z věcí, které běžně vidím, že se lidé ptají, je, proč Intel nacpe své procesory slabými E-jádry, místo aby přešel na plné P-jádro. Koneckonců, P-jádra jsou mnohem rychlejší než E-jádra, takže Intel samozřejmě krájí za rohy, že? Ve skutečnosti nejsou jen hybridní CPU jako Core i9-13900K některé z nich největší dnes dostupné CPU, bez E-jádr by ani nebyly možné a jde o dvě věci: výkon a oblast.

Za prvé, zatímco P-jádra jsou mnohem rychlejší než E-jádra, spotřebovávají také více energie. U procesorů, jako je 13900K, nižší účinnost znamená nižší výkon, protože naráží na limit toho, kolik energie může CPU reálně spotřebovat, aniž by se příliš zahříval. Kromě efektivity jsou E-jádra také mnohem menší než P-jádra a díky použití velkého množství E-jádr může Intel zabalit více výkonu do menší velikosti. Více E-jádr může umožnit vícevláknovým programům škálovat přes více jader a zároveň využít výhod úspory místa díky použití těchto menších jader.

Tím, že nabízí různá jádra optimalizovaná pro výkon a efektivitu, jsou CPU s hybridní architekturou schopné obejít základní konstrukční hlavolam, který existuje v tradiční CPU. Chcete-li zvýšit výkon s jedním vláknem, musíte jednotlivě zvýšit výkon jader, což však často vede k neefektivní spotřebě energie a využití plochy. Pro lepší výkon s více vlákny však potřebujete spoustu jader, ale kvůli výkonu a neefektivitě oblasti je to obtížnější dosáhnout. Tím, že nabízí to nejlepší z obou světů, hybridní architektura obchází toto klíčové dilema designu.

Jak může vypadat hybridní procesor AMD

Hybridní architektura se pravděpodobně dočkala Nejlepší procesory Intela jeho hybridní CPU jsou navrženy jako každý hybridní CPU předtím, se všemi CPU jádry sdílejí stejný křemík (podobně jako kolik CPU často obsahuje integrovanou grafiku vedle CPU jader). Možnosti u AMD jsou však mnohem odlišné, protože společnost kromě tradičních monolitických konstrukcí používá také čipy. I když o prvním hybridním čipu AMD už víme hodně, možností ke zvážení je mnohem více.

Naštěstí zde nemusíme spekulovat o architektuře, protože AMD už má velká (výkonná) jádra a malá (efektivní) jádra. Běžná jádra Zen, jako je Zen 4, by byla velká jádra, zatímco zcela nová jádra varianty „c“ s optimalizovaným výkonem a plošnou účinností, jako je Zen 4c, by byla malá. Ačkoli Zen 4c poprvé debutuje jako serverový CPU optimalizovaný pro cloud díky své schopnosti umístit 128 jader na jednom CPUZajímalo by mě, jestli to AMD vždy zamýšlelo použít pro hybridní architekturu, nebo jestli je to nový plán. naopak První serverový procesor Intel E-core ještě nevyšel.

Tím, že nabízí různá jádra optimalizovaná pro výkon a efektivitu, jsou CPU s hybridní architekturou schopny obejít základní konstrukční hlavolam, který existuje u tradičních CPU.

Některé klíčové detaily APU Phoenix 2 od AMD již známe, což je první hybridní čip, který společnost uvede. Víme, že jde o šestijádrové APU a můžeme důvodně předpokládat, že má dvě jádra Zen 4 a čtyři jádra Zen 4c a konečný výsledek je, že Phoenix 2 je výrazně menší než Phoenix. Ve srovnání s běžným APU Phoenix na jiných místech je však také výrazně snížen; nemá schopnosti Ryzen AI a jeho integrovaná grafika je omezena na čtyři jádra, což je třetina iGPU ve Phoenixu. Zen 4c tedy není jediná věc, která dělá Phoenix 2 menší.

Zatímco Phoenix 2 se vyrábí a může být dokonce v laptopech, které si můžete koupit právě teď, má to háček. Čtyřjádrový Ryzen 3 7440U bude zdánlivě využívat oba Phoenix a čipy Phoenix 2, a protože AMD samozřejmě chce, aby tento čip fungoval konzistentně, znamená to, že 7440U nemusí plně využívat hybridní architekturu ve Phoenixu 2. 7440U může dokonce používat pouze jádra Zen 4c, ale zatím to nevíme jistě. Ryzen 5 7540U by také mohl používat Phoenix 2 (i když AMD potvrdilo, že se to zatím neděje), ale ani on nebude plně využívat hybridní design.

Navíc není jasné, jak přínosná budou jádra Zen 4c pro mobilní zařízení. Zatímco AMD uvedla, že její procesory pro datová centra Zen 4c jsou efektivnější než běžné procesory Zen 4, společnost nezveřejnil, zda je Zen 4c efektivnější při stejné rychlosti hodin, nebo zda je efektivnější, protože je taktovaný dolní. Pokud je Zen 4 stejně účinný jako Zen 4c na stejné frekvenci, pak je významnou výhodou pouze jeho hustota. Jak již bylo řečeno, pravděpodobně se v blízké budoucnosti dozvíme, jak dobrý Phoenix 2 je, jakmile bude konečně seriózně spuštěn.

Jedním z problémů, se kterými se AMD setkává na stolních počítačích, je to, že může umístit pouze dva čiplety CPU (také nazývané a Core Complex Die nebo CCD) v běžném CPU, a tak Ryzen od roku 2019 zůstal na 16 jádrech. Získání vyššího počtu jader vyžaduje zbrusu nový design, který by byl drahý a byl by velkým bolehlavem; Je zřejmé, že zvýšení počtu CCD na CPU není možné, protože CPU AM5 Ryzen prostě nemají místo. CCD Zen 4c však mají 16 jader namísto 8 na CCD Zen 4 a použití jednoho z nich by AMD umožnilo bez problémů dosáhnout 24jádrové značky.

AMD by také mohlo navrhnout nový čiplet, který by obsahoval jádra ve variantě Zen i Zen c, což by bylo velmi podobné hybridním procesorům Intel. Nicméně si nemyslím, že AMD bude udělejte to především proto, že nerad navrhuje nové čipy, pokud by neměly široké případy použití, a tyto hybridní čiplety by se pravděpodobně používaly pouze pro Ryzen. Z technických důvodů by navíc každý čip měl pravděpodobně obsahovat osm jader Zen a osm jader typu Zen c, přičemž v ideálním případě byste měli více jader ve variantě Zen c než běžných jader. AMD by mohlo udělat nějaké architektonické úpravy, aby to změnilo, ale opět AMD nesnáší utrácení peněz frivolně.

Bez ohledu na to, pokud se AMD rozhodne přinést svá kompaktní jádra typu C na stolní počítače, pak nás pravděpodobně čeká mnohem, mnohem vyšší počet jader, než jsme kdy viděli. Chiplety umožnily první mainstreamový 16jádrový procesor s AMD Ryzen 9 3950X a hybridní architektura v Intel Raptor Lake nám přinesla první 24jádrový procesor pro mainstream. Díky kombinaci čipletů a hybridní architektury bychom mohli snadno vidět 40jádrový CPU, pokud AMD zkombinuje 8jádrový čiplet využívající běžná jádra Zen s 32jádrovým čipletem využívajícím jádra varianty c.

Pro AMD je hybridní architektura přirozená a možná i nezbytná

Navrhovaná smrt Moorova zákona může mít hluboké důsledky pro AMD a jak navrhuje CPU. Chiplety představují způsob, jak obejít rostoucí náklady na výrobu procesorů i klesající zlepšení, která každý nový proces přináší. Procesní uzel TSMC 3nm, který bude AMD používat pro Zen 5, je obzvláště špatný, protože poskytuje v nejlepším případě malý zvýšení hustoty mezipaměti spolu s relativně slabým ziskem v analogové hustotě (což způsobuje jádra menší). Pro inovativní společnost, jako je AMD, se začlenění hybridní architektury jeví jako přirozená cesta vpřed.

Phoenix 2 bude prvním hybridním čipem AMD, ale může to být jen začátek. AMD zde zjevně začíná v malém s čipem, který nebude výhradně používán pro hybridní procesory, ale v v příštích generacích nepochybuji o tom, že se AMD pokusí z hybridu vymáčknout každou výhodu, kterou dokáže architektura. Pro Intel to fungovalo opravdu dobře, takže se možná dočkáme hybridních návrhů, které budou některé z nich pohánět Nejlepší CPU od AMD v budoucnu.