Hvorfor Intel og AMD ikke laver chips som M2 Max og M2 Ultra

Apple dropper Intel til at lave sine egne processorer til Mac-produkter, er åbenbart gået ret godt. Dens ARM-baserede M2-chips pakker både kraftfulde CPU- og GPU-kerner i en enkelt pakke, der tilbyder en fantastisk blanding af mellemtone til high-end ydeevne til hele Mac-porteføljen. Dette har især været til gavn for produkter som MacBook og Mac Mini, som ikke har plads til en kraftfuld grafikkort, men kan rumme de avancerede M1- og M2-chips (som M2 Max) med kraftfuld integreret grafik bare fint. M2 Pro, M2 Max og M2 Ultra er ret fantastiske.

Så hvorfor gør Intel og AMD ikke det samme og laver deres egne store chips med masser af CPU- og GPU-kerner? De tilbyder trods alt begge god CPU- og GPU-teknologi selv, de har lavet pc-ting lige så længe som Apple (og processordesign i meget længere tid), og de har langt mere kontrol over den bredere processor marked. Men i sidste ende har Intel og AMD flere gode grunde til ikke at kopiere de større varianter af Apples M2.

Intel og AMD har den teknologiske kapacitet til at lave en M2-lignende chip

Men først, lad os få én ting af vejen: Intel og AMD kan lave en chip som M2 Max eller endda M2 Ultra, hvis de ville. Mens M2 Pro, Max og Ultra er ret forskellige fra, hvad vi er vant til på pc, er alt, hvad Apple har gjort, at lave en stor chip, der inkluderer både CPU- og GPU-kerner. Intel og AMD har lavet CPU'er med integreret grafik i årevis, og den eneste væsentlige forskel mellem de Core i9-13900K eller Ryzen 9 7950X og Apple M2-serien er, at de større M2-chips har en meget større og mere kraftfuld GPU.

Det er heller ikke sådan, at Intel og AMD ikke allerede har lavet chips svarende til de større M2-processorer, selv før M1 kom ud. Intels Kaby Lake G-serie kombinerede en quad-core Kaby Lake CPU med en mellemklasse Vega GPU fra AMD, og ​​selvom Kaby Lake G var en kommerciel fiasko og fungerede ikke super godt, det tilbød i sidste ende, hvad der på det tidspunkt var en kraftig CPU og GPU combo.

Et af AMD's hovedprodukter er selvfølgelig dens APU, som egentlig bare er et markedsføringsbegreb, der beskriver AMD's CPU'er med integreret grafik beregnet til spil. AMD's mest succesrige serie af APU'er er dem, der går ind i konsoller, lige siden Xbox One og PS4 udkom for et årti siden. De seneste konsol APU'er i Series X og PS5 kombinerer en 8-core Zen 2 CPU med en mellemtone RDNA2 GPU, sætte det på et niveau, der ligner i det mindste M1 Pro og M2 Pro, og måske endda nogle af de avancerede chips også.

M2 har nogle ulemper, som Intel og AMD ikke ville kunne lide

Selvom Apples M2-serie er virkelig cool og fantastisk til Apple, er den på ingen måde den perfekte processor, og den har nogle væsentlige ulemper i forhold til chips fra Intel og AMD. Disse ulemper har primært at gøre med hukommelse, kerneantal og fremstilling, som har stor indflydelse på både ydeevne og pris.

Det mærkeligste ved Apples M-processorer (i hvert fald efter min mening) er hukommelsen. Normalt kræver CPU'er og letvægts integreret grafik ikke så meget båndbredde, så Intel og AMD har en tendens til at parre deres mainstream-chips med små 128-bit brede hukommelsesbusser. GPU'er kræver dog masser af hukommelsesbåndbredde, hvilket er grunden til, at diskrete GPU'er er parret med GDDR VRAM og har flere hukommelsesbusser, hvor 128-bit normalt er det absolutte minimum og kun forbeholdt meget små GPU'er.

Apple sætter dog meget kraftfuld integreret grafik på sine M-chips, og dette kræver meget mere hukommelsesbåndbredde end normalt. Mens M2 er normal og har 128-bit brede busser, har M2 Pro og M2 Max 256-bit og 512-bit bred busser, og da M2 Ultra er to M2 Maxes kombineret, betyder det, at Ultra har en massiv 1024-bit bred bus. Disse busser fylder meget og tegner sig for omkring 13 % af størrelsen på M2 Max og Ultra, hvilket er masser af plads at dedikere til hukommelsesbusser.

Alt det areal, der er reserveret til hukommelsesbusserne, har en dominoeffekt. Det er mindre plads til flere CPU- og GPU-kerner, hvilket efterlader M2 Pro og M2 Max en smule uimponerende, når det kommer til ydeevne pr. mm2. For eksempel M2 Ultra i Mac Studio er et godt stykke bag både Core i9-13900K og Ryzen 9 7950X (som er to af de bedste CPU'er) i benchmarks som Cinebench, især i multi-threaded ydeevne. Disse er meget, meget mindre CPU'er takket være det faktum, at de ikke er hæmmet af et massivt hukommelsessystem, der kræves af en stor integreret GPU.

At forsøge at kombinere en stor CPU, stor GPU og stort hukommelsessystem til en enkelt chip har konsekvenser for fremstillingen. Ved en estimeret matricestørrelse på 550 mm2 (forudsat at Apples side-by-side-sammenligning ovenfor skal skaleres som ingen faktisk målinger ser ud til at eksistere), M2 Max er super stor, og M2 Ultra er den største forbrugerchip nogensinde lavet på over 1.000 mm2. Omkostningerne ved at producere disse ting på TSMC's 5nm node skal være astronomiske.

Det er bare ikke Intels eller AMDs stil at tilbyde højt specialiseret silicium til mainstream

Men bortset fra alle de hardwareproblemer, som chips som de store versioner af M2 introducerer, er der også en fundamental forskel på forretningsmodeller her. Apple er meget anderledes end Intel og AMD: det laver sine processorer til sig selv og sine egne specielle produkter. Intel og AMD laver i mellemtiden chips, der driver næsten alle pc'er, der ikke er en Mac i det hele taget verden, og at forfølge det store marked betyder, at specialisering er en ulempe snarere end en fordel. Det skaber et meget forskelligt sæt af incitamenter for hver virksomhed, når det kommer til at designe hardware.

Hvis Intel og AMD skulle prøve at lave deres egen stor M2-lignende processor, ville et stort problem være bundkort. Det gode ved traditionelle, almindelige x86-CPU'er er, at de har tendens til at være ret små og ikke kræver noget skørt. Men for at servicere en M2 Max/Ultra-lignende chip ville Intel og AMD skulle lancere nye bundkort med massive sokler, tonsvis af VRM-trin, og sandsynligvis otte hukommelsespladser, som du skal fylde fuldt ud med hurtige moduler for at få en god GPU ydeevne. Det er åbenbart meget dyrt og meget besværligt.

Apple kan slippe afsted med alt det, fordi M2 er specialfremstillet til, hvilken slags computere Apple vil lave, og hvad deres kunder vil købe. Intel og AMD kan ikke gøre det, fordi vi kan lide at have en bred vifte af CPU'er, som vi kan sætte ind i personlige, men i sidste ende ens pc'er, hvor det er bare plug and play, når det kommer til RAM, lager og GPU'er. Forestil dig at skulle opgradere din 1.000 mm2 processor, hvis du bare ville hurtigere grafik; hvis du troede RTX 4090 var dyrt, ville du sandsynligvis gå konkurs fra en enkelt opgradering.

Men det virker begge veje, og M2 har nogle tydelige fordele. For eksempel, mens Apples CPU'er og GPU'er er ret svage sammenlignet med de avancerede ting, Intel, AMD og Nvidia laver, har M2-produktstakken fra top til bund top-end-kodningsydelse. Apple kan retfærdiggøre at tilføje disse indkodere til sine chips, fordi mange mennesker allerede bruger Apple-enheder til at redigere videoer. Men da Intel- og AMD-CPU'er i det væsentlige er én-størrelse-pas-alle-chips til en bred vifte af anvendelsestilfælde, ville sådanne avancerede indkodere ikke give mening, især når avancerede GPU'er kan tage fat.

Både hardwaren og de forskellige forretningsmodeller er uadskillelige fra hinanden, når det kommer til processordesign for disse tre virksomheder. Hvis det kun var ned til hardware og teknologi og specifikationer, så ville vi nok også se Intel og AMD forsøge at lave en processor som M2-serien. Men Apple er et computerdesignende firma, der laver sine egne processorer, mens Intel og AMD er processordesignende firmaer, der sælger deres processorer til andre virksomheder.

Der er nogle tilfælde, hvor M2-lignende chips fra Intel og AMD kunne trives

Mens den traditionelle pc er meget usandsynligt at være et rum, hvor Intel og AMD kan introducere en stor processor med masser af CPU- og GPU-kerner, tror jeg, at sådan en chip kunne finde succes på andre områder. En af de seneste innovationer fra Intel og AMD er chiplets (eller "tiles", som Intel kalder dem), som ville gøre det lettere at bygge en processor som M2 siden Intel og AMD kunne bare tage chiplets, der er generaliserede for sig selv og kombinere dem på en sådan måde, at det skaber denne store, specialiserede processor (som også ville være billigere at lave med chiplets).

Konsoller er et oplagt sted, hvor den slags chips har fungeret til x86, men NUC'er eller OEM-desktops eller endda bærbare computere kunne være mere velegnede til en M2-lignende processor. Disse enheder er trods alt allerede temmelig låst og tilpasset til at starte med, så fordelene at bruge hardware, der er designet til at være kompatibel med mange andre komponenter, er ikke så stor del. Jeg tror ikke, at efterspørgslen er der for at gøre dette til en realitet, men jeg kan tage fejl, og ærligt talt håber jeg, at jeg er det, fordi jeg ville elske at have, hvad der dybest set er en spilversion af Mac Mini eller Mac Studio.