Η AMD κατασκευάζει μια υβριδική CPU και δείτε πώς θα μοιάζει

Όταν η Intel κυκλοφόρησε τα τσιπ Alder Lake 12ης γενιάς στα τέλη του 2021, έκανε κάτι πραγματικά μοναδικό χρησιμοποιώντας δύο εντελώς διαφορετικά είδη πυρήνων στο ίδιο πακέτο. Φυσικά, η Intel δεν εφηύρε αυτό που αποκαλεί «υβριδική αρχιτεκτονική» αφού η Arm έκανε ουσιαστικά το ίδιο πράγμα κάτω από αυτό που αποκαλεί μεγάλο. ΛΙΓΟ εδώ και χρόνια. Ωστόσο, σε επιτραπέζιους υπολογιστές, αυτό ήταν μεγάλη υπόθεση, καθώς επέτρεψε στην Intel να επιτύχει υψηλή απόδοση ενώ χρησιμοποιεί λιγότερη ισχύ και περιοχή από ό, τι θα είχε μια μη υβριδική CPU. Η AMD, εν τω μεταξύ, συνέχισε να προσφέρει μόνο μία αρχιτεκτονική ανά CPU.

Αλλά αυτό δεν θα ισχύει για πάντα, όπως Η AMD έχει ήδη επιβεβαιώσει ότι ο πρώτος της υβριδικός επεξεργαστής είναι στον ορίζοντα. Δεν είναι μόνο μεγάλη υπόθεση από τεχνική άποψη, αλλά σημαίνει επίσης ότι η AMD κρατά σημειώσεις από την Intel για μια φορά (α υπενθύμιση ότι η Intel κορόιδευε κάποτε τη στρατηγική chiplet της AMD και τώρα φτιάχνει τα δικά της chiplet, τα οποία έχουν την επωνυμία πλακάκια). Δεν γνωρίζουμε ακριβώς πόσο μακριά θα φτάσει η AMD με την υβριδική αρχιτεκτονική της, αλλά έχουμε ήδη κρίσιμες λεπτομέρειες σχετικά με το ποια θα είναι πιθανότατα η πρώτη υβριδική CPU της εταιρείας.

Πώς η υβριδική αρχιτεκτονική μπορεί να κάνει το Ryzen ακόμα καλύτερο

Αν και η AMD έχει πολλά διαφορετικά προϊόντα CPU, εστιάζω μόνο στο Ryzen για επιτραπέζιους και φορητούς υπολογιστές σε αυτό άρθρο, κυρίως επειδή η υβριδική αρχιτεκτονική χρησιμοποιείται παραδοσιακά για καταναλωτικά πράγματα και όχι πολύ (αν Τίποτα άλλο. Ωστόσο, τα σημεία που αναφέρω εδώ θα ισχύουν σε μεγάλο βαθμό για άλλα πράγματα όπως το τμήμα του κέντρου δεδομένων.

Ένα από τα πράγματα για τα οποία συνήθως βλέπω ότι οι άνθρωποι αναρωτιούνται είναι γιατί η Intel συσκευάζει τους επεξεργαστές της με αδύναμους E-cores αντί να έχει πλήρη P-core. Σε τελική ανάλυση, οι πυρήνες P είναι πολύ πιο γρήγοροι από τους πυρήνες E, επομένως, προφανώς, η Intel προχωρά, σωστά; Στην πραγματικότητα, όχι μόνο οι υβριδικοί επεξεργαστές όπως ο Core i9-13900K είναι μερικά από τα τους καλύτερους επεξεργαστές που διατίθενται σήμερα, δεν θα ήταν καν δυνατοί χωρίς τους E-cores, και έχει δύο πράγματα: δύναμη και περιοχή.

Πρώτον, ενώ οι πυρήνες P είναι πολύ πιο γρήγοροι από τους πυρήνες E, καταναλώνουν επίσης περισσότερη ισχύ. Για επεξεργαστές όπως ο 13900K, λιγότερη απόδοση σημαίνει λιγότερη απόδοση, καθώς έρχεται σε αντίθεση με το όριο της ποσότητας ισχύος που μπορεί να καταναλώσει μια CPU χωρίς να ζεσταίνεται πολύ. Εκτός από την αποτελεσματικότητα, οι E-cores είναι επίσης πολύ μικρότεροι από τους P-cores και χρησιμοποιώντας πολλούς E-cores, η Intel μπορεί να συγκεντρώσει περισσότερη απόδοση σε μικρότερο μέγεθος. Περισσότεροι ηλεκτρονικοί πυρήνες μπορούν να επιτρέψουν σε προγράμματα πολλαπλών νημάτων να κλιμακωθούν σε πολλαπλούς πυρήνες, ενώ παράλληλα αποκομίζουν τα οφέλη της εξοικονόμησης χώρου από τη χρήση αυτών των μικρότερων πυρήνων.

Προσφέροντας διαφορετικούς πυρήνες βελτιστοποιημένους για απόδοση και απόδοση, οι CPU υβριδικής αρχιτεκτονικής μπορούν να παρακάμψουν ένα θεμελιώδες αίνιγμα σχεδιασμού που υπάρχει στο παραδοσιακούς επεξεργαστές. Για να ενισχύσετε την απόδοση ενός σπειρώματος, πρέπει να κάνετε τους πυρήνες ξεχωριστά πιο δυνατούς, αλλά αυτό συχνά οδηγεί σε αναποτελεσματική κατανάλωση ενέργειας και χρήση της περιοχής. Ωστόσο, για καλύτερη απόδοση πολλαπλών νημάτων, χρειάζεστε πολλούς πυρήνες, αλλά η αναποτελεσματικότητα της ισχύος και της περιοχής καθιστά πιο δύσκολο να επιτευχθεί. Προσφέροντας το καλύτερο και των δύο κόσμων, η υβριδική αρχιτεκτονική παρακάμπτει αυτό το βασικό σχεδιαστικό δίλημμα.

Πώς μπορεί να μοιάζει ένας υβριδικός επεξεργαστής AMD

Η υβριδική αρχιτεκτονική έχει αναμφισβήτητα κάνει Οι καλύτεροι επεξεργαστές της Intel, και οι υβριδικές CPU του έχουν σχεδιαστεί όπως κάθε υβριδική CPU πριν από αυτήν, με όλους τους πυρήνες CPU να μοιράζονται το ίδιο πυρίτιο (όπως και το πόσες CPU συχνά ενσωματώνουν ενσωματωμένα γραφικά παράλληλα με πυρήνες CPU). Ωστόσο, οι δυνατότητες με την AMD είναι πολύ διαφορετικές επειδή η εταιρεία χρησιμοποιεί επίσης chiplet εκτός από παραδοσιακά, μονολιθικά σχέδια. Παρόλο που γνωρίζουμε ήδη πολλά για το πρώτο υβριδικό τσιπ της AMD, υπάρχουν πολλές περισσότερες δυνατότητες που πρέπει να εξετάσουμε.

Ευτυχώς, δεν χρειάζεται να κάνουμε εικασίες για την αρχιτεκτονική εδώ, επειδή η AMD έχει ήδη μεγάλους (απόδοσης) πυρήνες και μικρούς πυρήνες (απόδοσης). Οι κανονικοί πυρήνες Zen όπως ο Zen 4 θα ήταν οι μεγάλοι πυρήνες, ενώ οι ολοκαίνουργιοι πυρήνες της παραλλαγής 'c' με βελτιστοποιημένη απόδοση ισχύος και περιοχής, όπως ο Zen 4c, θα ήταν οι μικροί. Παρόλο που το Zen 4c κάνει το ντεμπούτο του για πρώτη φορά ως CPU διακομιστή βελτιστοποιημένο για το cloud, χάρη στην ικανότητά του να θέτει 128 πυρήνες σε μία μόνο CPU, αναρωτιέμαι αν η AMD σκόπευε πάντα να το χρησιμοποιήσει για υβριδική αρχιτεκτονική ή αν αυτό είναι ένα νέο σχέδιο. Σε αντίθεση, Η πρώτη CPU διακομιστή E-core της Intel δεν έχει ακόμη κυκλοφορήσει.

Προσφέροντας διαφορετικούς πυρήνες βελτιστοποιημένους για απόδοση και αποδοτικότητα, οι CPU υβριδικής αρχιτεκτονικής μπορούν να παρακάμψουν ένα θεμελιώδες αίνιγμα σχεδιασμού που υπάρχει στις παραδοσιακές CPU.

Γνωρίζουμε ήδη μερικές από τις βασικές λεπτομέρειες της APU Phoenix 2 της AMD, το οποίο είναι το πρώτο υβριδικό τσιπ που θα κυκλοφορήσει η εταιρεία. Γνωρίζουμε ότι είναι μια APU έξι πυρήνων και μπορούμε εύλογα να υποθέσουμε ότι έχει δύο πυρήνες Zen 4 και τέσσερις πυρήνες Zen 4c, και το τελικό αποτέλεσμα είναι ότι το Phoenix 2 είναι σημαντικά μικρότερο από το Phoenix. Ωστόσο, έχει επίσης μειωθεί σημαντικά σε σύγκριση με την κανονική APU του Phoenix σε άλλα μέρη. δεν έχει δυνατότητες Ryzen AI και τα ενσωματωμένα γραφικά του περιορίζονται σε τέσσερις πυρήνες, που είναι το ένα τρίτο της iGPU στο Phoenix. Έτσι, το Zen 4c δεν είναι το μόνο πράγμα που κάνει το Phoenix 2 μικρότερο.

Ενώ το Phoenix 2 κατασκευάζεται και μπορεί ακόμη και να είναι σε φορητούς υπολογιστές που μπορείτε να αγοράσετε αυτήν τη στιγμή, υπάρχει μια ατάκα. Ο τετραπύρηνος Ryzen 3 7440U φαινομενικά θα χρησιμοποιεί και τα δύο Phoenix και Τσιπ Phoenix 2, και δεδομένου ότι η AMD θέλει προφανώς αυτό το τσιπ να έχει σταθερή απόδοση, αυτό σημαίνει ότι το 7440U ενδέχεται να μην εκμεταλλευτεί πλήρως την υβριδική αρχιτεκτονική στο Phoenix 2. Το 7440U μπορεί να χρησιμοποιεί μόνο τους πυρήνες Zen 4c, αλλά δεν το γνωρίζουμε με βεβαιότητα ακόμα. Το Ryzen 5 7540U θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιήσει το Phoenix 2 (αν και η AMD επιβεβαίωσε ότι αυτό δεν συμβαίνει ακόμα), αλλά δεν θα εκμεταλλευτεί πλήρως τον υβριδικό σχεδιασμό.

Επιπλέον, δεν είναι σαφές πόσο ωφέλιμοι θα είναι οι πυρήνες Zen 4c για κινητά. Ενώ η AMD έχει πει ότι οι επεξεργαστές κέντρων δεδομένων Zen 4c είναι πιο αποτελεσματικοί από τους κανονικούς επεξεργαστές Zen 4, η εταιρεία δεν αποκάλυψε αν το Zen 4c είναι πιο αποδοτικό με την ίδια ταχύτητα ρολογιού ή αν είναι πιο αποδοτικό επειδή είναι χρονισμένο πιο χαμηλα. Εάν το Zen 4 είναι εξίσου αποτελεσματικό με το Zen 4c στην ίδια συχνότητα, τότε μόνο η πυκνότητά του είναι σημαντικό πλεονέκτημα. Τούτου λεχθέντος, πιθανότατα θα μάθουμε στο εγγύς μέλλον πόσο καλό είναι το Phoenix 2 μόλις κυκλοφορήσει στα σοβαρά.

Ένα πρόβλημα που αντιμετωπίζει η AMD στους επιτραπέζιους υπολογιστές είναι ότι μπορεί να τοποθετήσει μόνο δύο chiplet CPU (ονομάζονται επίσης α Core Complex Die ή CCD) σε μια mainstream CPU, και αυτό άφησε το Ryzen να έχει κολλήσει στους 16 πυρήνες από το 2019. Η απόκτηση υψηλότερου αριθμού πυρήνων απαιτεί ένα ολοκαίνουργιο σχέδιο που θα ήταν ακριβό και θα προκαλέσει μεγάλο πονοκέφαλο. Προφανώς, η αύξηση του αριθμού των CCD στην CPU δεν είναι δυνατή, καθώς οι επεξεργαστές AM5 Ryzen απλά δεν έχουν χώρο. Ωστόσο, τα CCDs Zen 4c έχουν 16 πυρήνες αντί για τους 8 σε Zen 4 CCD και η χρήση ενός από το καθένα θα επέτρεπε στην AMD να φτάσει στο σημάδι των 24 πυρήνων χωρίς πρόβλημα.

Η AMD θα μπορούσε επίσης να σχεδιάσει ένα νέο chiplet που θα περιέχει πυρήνες Zen και Zen c-variant, καθιστώντας το αρκετά παρόμοιο με τους υβριδικούς επεξεργαστές της Intel. Ωστόσο, δεν νομίζω ότι η AMD θα το κάνει κάντε αυτό, κυρίως επειδή δεν της αρέσει να σχεδιάζει νέα τσιπ εκτός εάν θα έχουν θήκες ευρείας χρήσης, και αυτά τα υβριδικά chiplet πιθανότατα θα χρησιμοποιούνται μόνο για Ryzen. Επιπλέον, για τεχνικούς λόγους, κάθε chiplet πιθανότατα θα συνοδεύεται από οκτώ πυρήνες Zen και οκτώ πυρήνες τύπου Zen c, όταν ιδανικά, θα είχατε περισσότερους πυρήνες της παραλλαγής Zen από τους κανονικούς. Η AMD θα μπορούσε να κάνει κάποιες αρχιτεκτονικές τροποποιήσεις για να το αλλάξει αυτό, αλλά και πάλι, η AMD μισεί να ξοδεύει χρήματα επιπόλαια.

Ανεξάρτητα από αυτό, εάν η AMD επιλέξει να φέρει τους συμπαγείς πυρήνες τύπου c της στην επιφάνεια εργασίας, τότε μάλλον βρισκόμαστε σε πολύ, πολύ υψηλότερο αριθμό πυρήνων από ό, τι έχουμε δει ποτέ πριν. Τα Chiplets κατέστησαν δυνατή την πρώτη mainstream CPU 16 πυρήνων με τον Ryzen 9 3950X της AMD και η υβριδική αρχιτεκτονική στο Raptor Lake της Intel μας έφερε τον πρώτο επεξεργαστή 24 πυρήνων για το mainstream. Με συνδυασμούς chiplet και υβριδικής αρχιτεκτονικής, θα μπορούσαμε εύκολα να δούμε μια CPU 40 πυρήνων εάν η AMD συνδυάσει ένα chiplet 8 πυρήνων χρησιμοποιώντας κανονικούς πυρήνες Zen με ένα chiplet 32 ​​πυρήνων που χρησιμοποιεί πυρήνες c-variant.

Για την AMD, η υβριδική αρχιτεκτονική είναι φυσική και ίσως ακόμη και απαραίτητη

Ο προτεινόμενος θάνατος του νόμου του Μουρ μπορεί να έχει βαθιές συνέπειες για την AMD και πώς σχεδιάζει τους επεξεργαστές. Τα τσιπετ είναι ένας τρόπος να παρακάμψετε το αυξανόμενο κόστος κατασκευής επεξεργαστών καθώς και τις φθίνουσες βελτιώσεις που φέρνει κάθε νέα διαδικασία. Ο κόμβος διαδικασίας 3nm της TSMC, τον οποίο θα χρησιμοποιήσει η AMD για το Zen 5, είναι ιδιαίτερα φτωχός καθώς παρέχει, στην καλύτερη περίπτωση, ένα μικρό αύξηση της πυκνότητας της κρυφής μνήμης εκτός από ένα σχετικά φτωχό κέρδος στην αναλογική πυκνότητα (που είναι αυτό που κάνει τους πυρήνες μικρότερος). Για μια καινοτόμο εταιρεία όπως η AMD, η ενσωμάτωση της υβριδικής αρχιτεκτονικής φαίνεται σαν ο φυσικός δρόμος προς τα εμπρός.

Το Phoenix 2 θα είναι το πρώτο υβριδικό τσιπ της AMD, αλλά θα μπορούσε να είναι μόνο η αρχή. Η AMD ξεκινά σαφώς από μικρή εδώ με ένα τσιπ που δεν θα χρησιμοποιείται αποκλειστικά για υβριδικούς επεξεργαστές, αλλά σε στις επόμενες γενιές, δεν αμφιβάλλω ότι η AMD θα προσπαθήσει να αποσπάσει κάθε πλεονέκτημα που μπορεί από το υβριδικό αρχιτεκτονική. Λειτουργούσε πολύ καλά για την Intel, οπότε ίσως δούμε υβριδικά σχέδια να τροφοδοτούν μερικά από αυτά Οι καλύτεροι CPU της AMD στο μέλλον.