Proč Intel a AMD nevyrábějí čipy jako M2 Max a M2 Ultra

Apple zavrhl Intel, aby vyráběl vlastní procesory pro produkty Mac, evidentně šlo docela dobře. Jeho čipy M2 na bázi ARM obsahují jak výkonná CPU, tak GPU jádra do jednoho balíčku, který nabízí skvělou kombinaci středního až špičkového výkonu pro celé portfolio Mac. To prospělo zejména produktům jako MacBook a Mac Mini, které nemají prostor pro výkonné grafická karta, ale může pojmout čipy M1 a M2 vyšší třídy (jako M2 Max) s výkonnou integrovanou grafikou v pohodě. M2 Pro, M2 Max a M2 Ultra jsou docela úžasné.

Proč tedy Intel a AMD neudělají totéž a nevyrobí vlastní velké čipy se spoustou CPU a GPU jader? Ostatně oba sami nabízejí dobrou technologii CPU a GPU, stejně dlouho dělají věci na PC jako Apple (a design procesoru mnohem déle) a mají mnohem větší kontrolu nad širším procesorem trh. Ale nakonec mají Intel a AMD několik dobrých důvodů, proč nekopírovat větší varianty Apple M2.

Intel a AMD mají technologickou schopnost vyrobit čip podobný M2

Nejprve však jednu věc vynecháme: Intel a AMD mohou vyrobit čip jako M2 Max nebo dokonce M2 Ultra, pokud by chtěli. Zatímco M2 Pro, Max a Ultra jsou docela odlišné od toho, na co jsme zvyklí v PC, Apple udělal jen velký čip, který obsahuje jak CPU, tak GPU jádra. Intel a AMD už léta vyrábějí CPU s integrovanou grafikou a jediný podstatný rozdíl mezi nimi je Core i9-13900K nebo Ryzen 9 7950X a řada Apple M2 je, že větší čipy M2 obsahují mnohem větší a výkonnější GPU.

Není to také tak, že Intel a AMD již nevyráběly čipy podobné větším procesorům M2, ještě předtím, než vyšel M1. Řada Kaby Lake G od Intelu kombinovala čtyřjádrový CPU Kaby Lake s GPU střední třídy Vega od AMD, a přestože Kaby Lake G byl komerční neúspěch a nefungoval super dobře, nakonec nabídl to, co bylo v té době výkonný CPU a GPU kombo.

Jedním z hlavních produktů AMD je samozřejmě její APU, což je ve skutečnosti jen marketingový termín pro označení CPU AMD s integrovanou grafikou určených pro hraní her. Nejúspěšnější řada APU od AMD jsou ty, které jdou do konzolí, od doby, kdy před deseti lety vyšly Xbox One a PS4. Nejnovější konzolová APU v řadě X a PS5 kombinují 8jádrový CPU Zen 2 s GPU střední třídy RDNA2, dávat to na podobnou úroveň alespoň M1 Pro a M2 Pro a možná i některé z čipů vyšší třídy také.

M2 má některé nevýhody, které by se Intelu a AMD nelíbily

I když je řada Apple M2 opravdu skvělá a skvělá pro Apple, v žádném případě to není dokonalý procesor a ve srovnání s čipy od Intelu a AMD má několik významných nedostatků. Tyto nevýhody se týkají především paměti, počtu jader a výroby, které mají velký dopad na výkon i cenu.

Nejpodivnější věc na procesorech Apple M (alespoň podle mého názoru) je paměť. Normálně CPU a lehká integrovaná grafika nevyžadují tak velkou šířku pásma, takže Intel a AMD mají tendenci spárovat své běžné čipy s malými 128bitovými širokými paměťovými sběrnicemi. GPU však vyžadují velkou šířku pásma paměti, a proto jsou diskrétní GPU spárovány s GDDR VRAM a mají více paměťových sběrnic, přičemž 128bitové obvykle představují naprosté minimum a jsou vyhrazeny pouze pro velmi malé GPU.

Apple však na své čipy M staví velmi výkonnou integrovanou grafiku, což vyžaduje mnohem větší šířku pásma paměti než obvykle. Zatímco M2 je normální a má 128bitové široké sběrnice, M2 Pro a M2 Max mají 256bitové a 512bitové široké autobusy, a protože M2 Ultra jsou dva M2 Max dohromady, znamená to, že Ultra má obrovskou šířku 1024 bitů autobus. Tyto sběrnice zabírají tunu místa a představují asi 13 % velikosti M2 Max a Ultra, což je tuna místa, kterou je třeba věnovat pouze paměťovým sběrnicím.

Celá tato oblast vyhrazená pro paměťové sběrnice má dominový efekt. Je to méně místa pro více jader CPU a GPU, což ponechává M2 Pro a M2 Max trochu nevýrazné, pokud jde o výkon na mm2. Například M2 Ultra v Mac Studiu je výrazně za Core i9-13900K a Ryzen 9 7950X (což jsou dva nejlepší CPU) v benchmarcích, jako je Cinebench, zejména ve vícevláknovém výkonu. Jedná se o mnohem, mnohem menší procesory díky tomu, že nejsou omezovány masivním paměťovým systémem vyžadovaným velkým integrovaným GPU.

Pokus o spojení velkého CPU, velkého GPU a velkého paměťového systému do jediného čipu má důsledky pro výrobu. Při odhadované velikosti matrice 550 mm2 (za předpokladu, že srovnání Apple vedle sebe výše je v měřítku jako žádné skutečné Zdá se, že existují měření), M2 Max je super velký a M2 Ultra je největší spotřebitelský čip, jaký byl kdy vyroben 1 000 mm2. Náklady na výrobu těchto věcí na 5nm uzlu TSMC musí být astronomické.

Prostě není ve stylu Intelu nebo AMD nabízet vysoce specializovaný křemík pro mainstream

Ale kromě všech hardwarových problémů, které čipy jako velké verze M2 zavádějí, je zde také zásadní rozdíl v obchodních modelech. Apple je velmi odlišný od Intelu a AMD: vyrábí své procesory pro sebe a své vlastní speciální produkty. Intel a AMD mezitím vyrábějí čipy, které pohánějí téměř každý počítač, který není Mac jako celek svět a sledování tak velkého trhu znamená, že specializace je spíše nevýhodou než výhoda. To vytváří velmi odlišný soubor pobídek pro každou společnost, pokud jde o navrhování hardwaru.

Pokud by se Intel a AMD pokusily vyrobit vlastní velký procesor podobný M2, hlavním problémem by byly základní desky. Na tradičních, mainstreamových x86 CPU je hezké, že bývají docela malé a nevyžadují nic šíleného. Aby však mohl Intel a AMD obsluhovat čip podobný M2 Max/Ultra, musely by uvést na trh nové základní desky s masivními paticemi, Stupně VRM a pravděpodobně osm paměťových slotů, které byste museli plně zaplnit rychlými moduly, abyste získali dobrý GPU výkon. To je samozřejmě velmi drahé a velmi těžkopádné.

To vše Apple může uniknout, protože M2 je účelově vyroben pro to, jaké počítače chce Apple vyrábět a jaké chtějí jeho zákazníci kupovat. Intel a AMD to nemohou udělat, protože máme rádi širokou škálu CPU, které můžeme vložit do personalizovaných, ale nakonec podobných počítačů, kde pokud jde o RAM, úložiště a GPU, je to jen plug and play. Představte si, že byste museli upgradovat svůj 1 000 mm2 procesor, pokud byste chtěli jen rychlejší grafika; pokud jste si mysleli RTX 4090 byl drahý, pravděpodobně byste zkrachovali z jediného upgradu.

Ale funguje to oběma způsoby a M2 má některé výrazné výhody. Například, zatímco procesory a GPU společnosti Apple jsou docela slabé ve srovnání se špičkovými produkty Intel, AMD a Nvidia, sada produktů M2 shora dolů má špičkový výkon kódování. Apple může ospravedlnit přidání těchto kodérů do svých čipů, protože mnoho lidí již používá zařízení Apple k úpravě videí. Ale protože procesory Intel a AMD jsou v podstatě univerzální čipy pro širokou škálu případů použití, takové špičkové kodéry by nedávaly smysl, zvláště když špičková GPU mohou zabrat.

Jak hardware, tak různé obchodní modely jsou od sebe neoddělitelné, pokud jde o návrh procesoru pro tyto tři společnosti. Pokud by to bylo jen na hardwaru, technologii a specifikacích, pak bychom pravděpodobně viděli, jak se Intel a AMD pokoušejí vyrobit procesor, jako je řada M2. Ale Apple je společnost zabývající se návrhem počítačů, která vyrábí své vlastní procesory, zatímco Intel a AMD jsou společnosti zabývající se návrhem procesorů, které prodávají své procesory jiným společnostem.

Existují případy, kdy by čipy podobné M2 od Intelu a AMD mohly prosperovat

Zatímco tradiční PC je velmi nepravděpodobné, že bude prostorem, kde Intel a AMD mohou představit velký procesor se spoustou CPU a GPU jader, myslím si, že takový čip by mohl najít úspěch v jiných oblastech. Jednou z nejnovějších novinek od Intelu a AMD jsou chiplety (nebo „dlaždice“, jak je Intel nazývá), které by usnadnily sestavení procesoru jako M2, protože Intel a AMD mohl prostě vzít chiplety, které jsou samy o sobě zobecněné, a zkombinovat je tak, aby vznikl tento velký specializovaný procesor (jehož výroba by byla také levnější chiplety).

Konzole jsou zjevným místem, kde tyto druhy čipů fungovaly pro x86, ale NUC nebo OEM stolní počítače nebo dokonce notebooky by mohly být vhodnější pro procesor podobný M2. Koneckonců, tato zařízení jsou již pěkně zamčená a přizpůsobená pro začátek, takže výhody použití hardwaru, který je navržen tak, aby byl kompatibilní se spoustou dalších komponent, není tak velký obchod. Nemyslím si, že existuje poptávka po tom, aby se to stalo realitou, ale mohu se mýlit a upřímně doufám, že ano, protože bych rád měl to, co je v podstatě herní verze hry. Mac Mini nebo Mac Studio.