AMD's hybride APU'er er endelig officielle, men de flytter ikke meget på nålen

Nøgle takeaways

• AMDs hybride tilgang til CPU'er adskiller sig fra Intels, idet deres Phoenix 2 APU ikke ryster lige så meget op i tingene som Intels Alder Lake. Den virkelige fordel for AMD er i fremstillingen, hvilket giver mulighed for mindre og billigere processorer.
• Phoenix 2, AMDs hybrid-APU, ligner sin forgænger, men med færre CPU- og GPU-kerner. Det er bygget på den samme proces og arkitektur, med små forskelle i cache og funktioner.
• AMDs valg af et enkelt-CCX-design til Phoenix 2 forbedrer kerne-til-kerne-forsinkelser. Forholdet mellem almindelige Zen-kerner og tætte Zen-kerner vil sandsynligvis forblive 1:2 i nogen tid, da AMD muligvis ikke introducerer et nyt CCX-design før et par generationer senere.

Det var først for nylig, at AMD endelig lancerede sin første hybridprocessor, i daglig tale (men ikke officielt) kaldet Phoenix 2. Denne APU har to almindelige Zen 4-kerner og fire areal- og strømbesparende Zen 4c-kerner til i alt seks kerner. Intel slog AMD til tops med hybridarkitektur, med Lakefield i 2020 som et proof-of-concept og Alder Lake i 2021 som den rigtige vare. Nu har AMD indhentet sin rival og vil lave hybridprocessorer i en overskuelig fremtid.

Sagen er den, at AMD's tilgang til hybrid-CPU'er er meget anderledes end Intels, og per kerne kommer de ikke til at ryste nær så meget op i tingene som Alder Lake og Raptor Lake. Zen 4c er næsten identisk med Zen 4, og selvom der er fordele ved dette, betyder det i sidste ende at udskiftning af nogle Zen 4-kerner til 4c ikke vil gøre den store forskel i ydeevne eller effektivitet. For AMD er den virkelige fordel ved hybridarkitektur i fremstillingen, og det er det, der kan åbne døren for nogle helt nye AMD CPU'er.

Sådan ser AMDs første hybridprocessor ud

Selvom AMDs hybrid APU er en anden chip end den originale Phoenix APU, der blev lanceret tidligere i år, er dens officielle kodenavn Phoenix. For at undgå forvirring vil jeg kalde denne hybrid APU Phoenix 2, som er, hvad pc-entusiastsamfundet kaldte den, da den første gang lækket ud tidligere på året.

Når det er sagt, er Phoenix 2 dybest set bare en mindre Phoenix og er ikke helt splinterny. Den har to færre CPU-kerner, otte færre GPU-kerner og er fysisk mindre. Den mangler også Ryzen AI-kapacitet og har en lidt mindre L2-cache, selvom det kun er fordi den har færre kerner. Men ellers er de bygget på den samme TSMC 4nm-proces, bruger den samme arkitektur og har den samme mængde L3-cache.

Det, der er særligt interessant, er, at Phoenix 2 er et enkelt-CCX-design. I Zen CPU'er er CCX en gruppe af kerner og er den mindste byggeklods snarere end individuelle kerner. Mens AMD tidligere har lavet CCX'er med to kerner, fire kerner og otte kerner, er Phoenix 2 første gang, AMD har lavet en sekskernet CCX, og at gå med en CCX betyder bedre kerne-til-kerne latenstider. Men det er ikke bare en interessant godbid, det er meget afgørende for fremtiden for hybride Zen-CPU'er, da AMD ikke introducerer nye CCX-designs særlig ofte, når det kommer til core-antal.

Alt dette betyder, at forholdet mellem normale Zen-kerner og tætte Zen-kerner sandsynligvis vil være 1:2 for en mens, da det er usandsynligt, at AMD vil erstatte den seks-core CCX, indtil det er mindst et par generationer gamle. Den kommende Strix Point APU rygtes at være en 12-core chip, hvilket betyder to seks-core CCX'er. Det er højst usandsynligt fremtidige APU'er bygget med den seks-kernede CCX vil tilbyde mere end 12 kerner, da flere CCX'er betyder dårligere kerne-til-kerne ventetider. Hvis AMD ønsker at ændre kerneforholdet på 1:2 eller tilbyde flere kerner pr. CCX, bliver den nødt til at introducere en ny CCX, men det er helt sikkert år frem.

Hvordan Phoenix 2 sammenligner med Intels hybride CPU'er

AMD har sørget for at bemærke alle forskellene mellem dets hybriddesign og Intels. AMDs hybridchips vil bruge kerner, der ikke adskiller sig arkitektonisk, har samme IPC, har SMT/Hyperthreading på tværs af alle kerner og ikke kræver kompleks planlægning. Det er alle ting, som Intels nuværende Raptor Lake-chips kæmper med, da virksomhedens P-kerner og E-kerner er arkitektonisk forskellige, mens Zen 4 og 4c er identiske. Men hvad Intel CPU'er giver op i disse aspekter, de vinder i andre, og det er lige så sandt for AMD's hybride APU'er.

Den eneste forskel mellem Zen 4 og 4c i ydeevne og effektivitet er, at Zen 4 kan ramme højere clockhastigheder, og det er et tveægget sværd til AMD. Det betyder i sidste ende, at tilføjelse af Zen 4c-kerner i blandingen ikke rigtig ændrer ydeevnen eller effektivitetsegenskaberne, når man sammenligner Phoenix 2 med en nedskæret Phoenix-chip. AMD indrømmer det endda ganske tydeligt i sin præsentation om Phoenix 2, og selvom Phoenix 2 er mere effektiv end Phoenix ved lavere TDP'er er det en meget mindre forskel, som AMD kunne have opnået med Phoenix blot ved at justere frekvensen pr. kerne.

I modsætning hertil bruger Intels P- og E-kerner forskellige arkitekturer til at tilbyde forskellige kraft- og ydeevneprofiler, hvor førstnævnte tilbyder høj enkelttrådet ydeevne og sidstnævnte stor flertrådet ydeevne i fantastisk tal. Den største afvejning, AMD laver, er at stole på en enkelt kernearkitektur for altid at opfylde dens behov for ydeevne og effektivitet. Hvis Intel har brug for større single-threaded ydeevne i sin næste CPU, skal den blot fokusere på at redesigne P-kernerne og kan for eksempel blot lade E-kernerne være i fred.

Derudover tilbyder Intels nuværende generation Gracemont E-kerner et meget mindre fodaftryk og højere ydeevnetæthed, ligesom Zen 4c mod Zen 4. Faktisk er Gracemont-kerner mindre end Zen 4c-kerner på trods af at de er en generation bagud node-mæssigt, men selvfølgelig er Gracemont meget langsommere end Zen 4c.

Det er ikke så enkelt, som AMD gør det til med sit hybride CPU-design, og Zen 4c ændrer virkelig ikke meget, når det kommer til ydeevne og effektivitet. Men det er sagen, Phoenix 2 handler egentlig ikke om ydeevne og effektivitet, men snarere noget andet.

For AMD handler hybriddesign om fremstilling

Den vigtigste fordel ved Phoenix 2 og andre hybrid Ryzen APU'er vil være i fremstillingen. Zen 4c's mere kompakte størrelse betyder mindre processorer, som naturligvis er billigere at fremstille end større. AMD ønskede åbenbart at udvikle en mindre Phoenix APU til lavere enheder, men uden Zen 4c kunne det ikke har været så lille, medmindre den kun brugte fire Zen 4-kerner, hvilket ville have resulteret i meget værre ydeevne. Hybridkerner gør det muligt for AMD at tilbyde den samme ydeevne til en lavere pris, eller at sænke forskellen og tjene flere penge.

Selvom dette er en fordel, Intel også får med sin tilgang, investerer AMD bestemt langt færre ressourcer ved at holde tingene enkle. Omkostningseffektivitet har været AMDs motiv lige siden den lancerede de første Zen CPU'er i 2017, og dens hybride APU'er fortsætter den tradition. Det bliver interessant at se, om AMDs tilgang til hybriddesign viser sig at være lige så vellykket som chiplets, et koncept som Intel nu følger med processorer som Meteor Lake og Ponte Vecchio.

Derudover ved vi ikke, om AMD planlægger at bringe hybriddesign til chiplet-baserede Ryzen CPU'er. Teoretisk set kunne AMD kombinere en standard Zen-chiplet med otte kerner med en 16-kerner C-type Zen-chiplet (som i øjeblikket er eksklusivt til datacenteret) og nemt skabe en 24-core CPU, hvilket kan appellere til AMD, da desktop-CPU'er har siddet fast på 16 kerner siden Ryzen 3000. En sådan CPU ville dog have en triple-CCX-konfiguration, og det er uklart, om det ville fungere godt eller overhovedet fungere. Vi må alle vente og se.