Γιατί η Intel και η AMD δεν κατασκευάζουν τσιπ όπως τα M2 Max και M2 Ultra

Η Apple εγκαταλείπει την Intel για να φτιάξει τους δικούς της επεξεργαστές για προϊόντα Mac προφανώς τα πήγε πολύ καλά. Τα τσιπ M2 που βασίζονται σε ARM συσκευάζουν τόσο ισχυρούς πυρήνες CPU όσο και GPU σε ένα ενιαίο πακέτο, προσφέροντας έναν εξαιρετικό συνδυασμό απόδοσης μεσαίας έως υψηλής ποιότητας για ολόκληρο το χαρτοφυλάκιο Mac. Αυτό έχει ωφελήσει ιδιαίτερα προϊόντα όπως το MacBook και το Mac Mini, τα οποία δεν έχουν χώρο για ένα ισχυρό κάρτα γραφικών, αλλά μπορεί να φιλοξενήσει τα τσιπ M1 και M2 ανώτερης ποιότητας (όπως το M2 Max) με ισχυρά ενσωματωμένα γραφικά μια χαρά. Τα M2 Pro, M2 Max και M2 Ultra είναι πολύ εκπληκτικά.

Γιατί λοιπόν η Intel και η AMD δεν κάνουν το ίδιο πράγμα και δεν κάνουν τα δικά τους μεγάλα τσιπ με πολλούς πυρήνες CPU και GPU; Άλλωστε, και οι δύο προσφέρουν καλή τεχνολογία CPU και GPU οι ίδιοι, κάνουν πράγματα PC για τόσο καιρό όπως η Apple (και ο σχεδιασμός του επεξεργαστή για πολύ περισσότερο) και έχουν πολύ μεγαλύτερο έλεγχο στον ευρύτερο επεξεργαστή αγορά. Αλλά τελικά, η Intel και η AMD έχουν αρκετούς καλούς λόγους για να μην αντιγράψουν τις μεγαλύτερες παραλλαγές του M2 της Apple.

Η Intel και η AMD έχουν όντως την τεχνολογική ικανότητα να δημιουργήσουν ένα τσιπ τύπου M2

Αλλά πρώτα, ας ξεφύγουμε από ένα πράγμα: η Intel και η AMD μπορούν να φτιάξουν ένα τσιπ όπως το M2 Max ή ακόμα και το M2 Ultra, αν θέλουν. Ενώ τα M2 Pro, Max και Ultra είναι αρκετά διαφορετικά από αυτά που έχουμε συνηθίσει στον υπολογιστή, το μόνο που έχει κάνει η Apple είναι να φτιάξει ένα μεγάλο τσιπ που περιλαμβάνει πυρήνες CPU και GPU. Η Intel και η AMD κατασκευάζουν CPU με ενσωματωμένα γραφικά εδώ και χρόνια, και η μόνη ουσιαστική διαφορά μεταξύ των Core i9-13900K ή Ryzen 9 7950X και η σειρά Apple M2 είναι ότι τα μεγαλύτερα τσιπ M2 συσκευάζουν πολύ μεγαλύτερα και ισχυρότερα GPU.

Επίσης, δεν είναι ότι η Intel και η AMD δεν έχουν ήδη φτιάξει τσιπ παρόμοια με τους μεγαλύτερους επεξεργαστές M2, ακόμη και πριν από την κυκλοφορία του M1. Η σειρά Kaby Lake G της Intel συνδύασε έναν τετραπύρηνο επεξεργαστή Kaby Lake με μια μεσαίας κλίμακας Vega GPU από την AMD και παρόλο που το Kaby Lake G ήταν μια εμπορική αποτυχία και δεν λειτούργησε πολύ καλά, στο τέλος πρόσφερε αυτό που ήταν τότε μια ισχυρή CPU και GPU σύνθετο.

Ένα από τα κύρια προϊόντα της AMD είναι φυσικά η APU της, η οποία είναι στην πραγματικότητα απλώς ένας όρος μάρκετινγκ για να περιγράψει τις CPU της AMD με ενσωματωμένα γραφικά που προορίζονται για παιχνίδια. Η πιο επιτυχημένη σειρά APU της AMD είναι αυτές που κυκλοφορούν στις κονσόλες, από τότε που κυκλοφόρησαν το Xbox One και το PS4 πριν από μια δεκαετία. Οι πιο πρόσφατες APU κονσόλας στη σειρά X και το PS5 συνδυάζουν έναν επεξεργαστή Zen 2 8 πυρήνων με μια GPU μεσαίας κατηγορίας RDNA2, βάζοντάς το σε παρόμοιο επίπεδο τουλάχιστον με τα M1 Pro και M2 Pro, και ίσως ακόμη και μερικά από τα τσιπ ανώτερης ποιότητας πολύ.

Το M2 έχει κάποια μειονεκτήματα που δεν θα ήθελαν η Intel και η AMD

Ενώ η σειρά M2 της Apple είναι πραγματικά δροσερή και εξαιρετική για την Apple, δεν είναι σε καμία περίπτωση ο τέλειος επεξεργαστής και έχει μερικά σημαντικά μειονεκτήματα σε σύγκριση με τα τσιπ της Intel και της AMD. Αυτά τα μειονεκτήματα έχουν να κάνουν κυρίως με τη μνήμη, τον αριθμό πυρήνων και την κατασκευή, τα οποία έχουν μεγάλο αντίκτυπο τόσο στην απόδοση όσο και στην τιμή.

Το πιο περίεργο με τους επεξεργαστές M της Apple (τουλάχιστον κατά τη γνώμη μου) είναι η μνήμη. Κανονικά, οι CPU και τα ελαφριά ενσωματωμένα γραφικά δεν απαιτούν τόσο μεγάλο εύρος ζώνης, επομένως η Intel και η AMD τείνουν να συνδυάζουν τα κύρια τσιπ τους με μικρούς διαύλους μνήμης ευρείας εμβέλειας 128 bit. Ωστόσο, οι GPU απαιτούν μεγάλο εύρος ζώνης μνήμης, γι' αυτό και οι διακριτές GPU συνδυάζονται με GDDR VRAM και έχουν περισσότερους διαύλους μνήμης, με τα 128-bit να είναι συνήθως το ελάχιστο και να προορίζονται μόνο για πολύ μικρά GPU.

Ωστόσο, η Apple τοποθετεί πολύ ισχυρά ενσωματωμένα γραφικά στα τσιπ M της και αυτό απαιτεί πολύ περισσότερο εύρος ζώνης μνήμης από το συνηθισμένο. Ενώ το M2 είναι κανονικό και έχει διαύλους πλάτους 128 bit, το M2 Pro και το M2 Max έχουν πλάτος 256 bit και 512 bit λεωφορεία και δεδομένου ότι το M2 Ultra είναι δύο M2 Max σε συνδυασμό, αυτό σημαίνει ότι το Ultra έχει τεράστιο πλάτος 1024 bit λεωφορείο. Αυτά τα λεωφορεία καταλαμβάνουν έναν τόνο χώρου και αντιπροσωπεύουν περίπου το 13% του μεγέθους των M2 Max και Ultra, που είναι ένας τόνος χώρου για να αφιερωθεί μόνο σε λεωφορεία μνήμης.

Όλη αυτή η περιοχή που προορίζεται για τους διαύλους μνήμης έχει ένα φαινόμενο ντόμινο. Έχει λιγότερο χώρο για περισσότερους πυρήνες CPU και GPU, γεγονός που αφήνει τα M2 Pro και M2 Max λίγο μη εντυπωσιακά όσον αφορά την απόδοση ανά mm2. Για παράδειγμα, το M2 Ultra στο Mac Studio βρίσκεται πολύ πίσω από τον Core i9-13900K και τον Ryzen 9 7950X (τα οποία είναι δύο από τις καλύτερες CPU) σε σημεία αναφοράς όπως το Cinebench, ειδικά στην απόδοση πολλαπλών νημάτων. Αυτές είναι πολύ, πολύ μικρότερες CPU, χάρη στο γεγονός ότι δεν περιορίζονται από ένα τεράστιο σύστημα μνήμης που απαιτείται από μια μεγάλη ενσωματωμένη GPU.

Η προσπάθεια συνδυασμού μιας μεγάλης CPU, μιας μεγάλης GPU και ενός συστήματος μεγάλης μνήμης σε ένα ενιαίο τσιπ έχει συνέπειες για την κατασκευή. Σε εκτιμώμενο μέγεθος καλουπιού 550 mm2 (υποθέτοντας ότι η σύγκριση δίπλα-δίπλα της Apple παραπάνω είναι σε κλίμακα ως μη πραγματική μετρήσεις φαίνεται να υπάρχουν), το M2 Max είναι εξαιρετικά μεγάλο και το M2 Ultra είναι το μεγαλύτερο τσιπ καταναλωτών που έχει κατασκευαστεί ποτέ 1.000mm2. Το κόστος παραγωγής αυτών των πραγμάτων στον κόμβο 5nm της TSMC πρέπει να είναι αστρονομικό.

Απλώς δεν είναι του στυλ της Intel ή της AMD να προσφέρει εξαιρετικά εξειδικευμένο πυρίτιο για το mainstream

Αλλά εκτός από όλα τα προβλήματα υλικού που παρουσιάζουν τσιπ όπως οι μεγάλες εκδόσεις του M2, υπάρχει επίσης μια θεμελιώδης διαφορά στα επιχειρηματικά μοντέλα εδώ. Η Apple είναι πολύ διαφορετική από την Intel και την AMD: φτιάχνει τους επεξεργαστές της για τον εαυτό της και τα δικά της ειδικά προϊόντα. Η Intel και η AMD εν τω μεταξύ κατασκευάζουν τσιπ που τροφοδοτούν σχεδόν κάθε υπολογιστή που δεν είναι Mac συνολικά κόσμο και η επιδίωξη αυτής της μεγάλης αγοράς σημαίνει εξειδίκευση είναι μάλλον μειονέκτημα παρά πλεονέκτημα. Αυτό δημιουργεί ένα πολύ διαφορετικό σύνολο κινήτρων για κάθε εταιρεία όσον αφορά το σχεδιασμό υλικού.

Εάν η Intel και η AMD προσπαθούσαν να φτιάξουν έναν δικό τους μεγάλο επεξεργαστή τύπου M2, ένα σημαντικό ζήτημα θα ήταν οι μητρικές πλακέτες. Αυτό που είναι ωραίο με τους παραδοσιακούς, mainstream επεξεργαστές x86 είναι ότι τείνουν να είναι αρκετά μικροί και δεν απαιτούν τίποτα τρελό. Αλλά για να εξυπηρετήσουν ένα τσιπ τύπου M2 Max/Ultra, η Intel και η AMD θα έπρεπε να λανσάρουν νέες μητρικές πλακέτες με τεράστιες υποδοχές, τόνους στάδια VRM και πιθανώς οκτώ υποδοχές μνήμης που θα πρέπει να συμπληρώσετε πλήρως με γρήγορες μονάδες για να αποκτήσετε καλή GPU εκτέλεση. Αυτό είναι προφανώς πολύ ακριβό και πολύ δυσκίνητο.

Η Apple μπορεί να ξεφύγει από όλα αυτά, επειδή το M2 έχει σχεδιαστεί ειδικά για το τι είδους υπολογιστές θέλει να κατασκευάσει η Apple και τι θέλουν να αγοράσουν οι πελάτες της. Η Intel και η AMD δεν μπορούν να το κάνουν αυτό γιατί μας αρέσει να έχουμε μια μεγάλη ποικιλία από CPU που μπορούμε να τοποθετήσουμε σε εξατομικευμένους αλλά τελικά παρόμοιους υπολογιστές, όπου είναι απλώς plug and play όταν πρόκειται για μνήμη RAM, αποθήκευση και GPU. Φανταστείτε ότι πρέπει να αναβαθμίσετε τον επεξεργαστή 1.000 mm2, αν θέλετε απλώς πιο γρήγορα γραφικά? αν νομίζατε ότι RTX 4090 ήταν ακριβό, πιθανότατα θα χρεοκοπούσατε από μία μόνο αναβάθμιση.

Λειτουργεί όμως και με τους δύο τρόπους και το M2 έχει κάποια ξεχωριστά πλεονεκτήματα. Για παράδειγμα, ενώ οι CPU και οι GPU της Apple είναι αρκετά αδύναμες σε σύγκριση με τα προηγμένα προϊόντα της Intel, της AMD και της Nvidia, η στοίβα προϊόντων M2 από πάνω προς τα κάτω έχει απόδοση κωδικοποίησης κορυφαίας ποιότητας. Η Apple μπορεί να δικαιολογήσει την προσθήκη αυτών των κωδικοποιητών στα τσιπ της, επειδή πολλοί άνθρωποι χρησιμοποιούν ήδη συσκευές Apple για την επεξεργασία βίντεο. Όμως, δεδομένου ότι οι επεξεργαστές Intel και AMD είναι ουσιαστικά τσιπ ενιαίου μεγέθους για μια ευρεία ποικιλία περιπτώσεων χρήσης, τέτοιοι κωδικοποιητές υψηλής τεχνολογίας δεν θα είχαν νόημα, ειδικά όταν οι GPU υψηλής τεχνολογίας μπορούν να πάρουν τη χαλαρότητα.

Τόσο το υλικό όσο και τα διαφορετικά επιχειρηματικά μοντέλα είναι αδιαχώριστα μεταξύ τους όταν πρόκειται για τον σχεδιασμό επεξεργαστών για αυτές τις τρεις εταιρείες. Εάν επρόκειτο μόνο για το υλικό, την τεχνολογία και τις προδιαγραφές, τότε πιθανότατα θα βλέπαμε την Intel και την AMD να προσπαθούν να φτιάξουν επίσης έναν επεξεργαστή σαν τη σειρά M2. Αλλά η Apple είναι μια εταιρεία σχεδιασμού υπολογιστών που κατασκευάζει τους δικούς της επεξεργαστές, ενώ η Intel και η AMD είναι εταιρείες σχεδιασμού επεξεργαστών που πωλούν τους επεξεργαστές τους σε άλλες εταιρείες.

Υπάρχουν ορισμένες περιπτώσεις όπου τα τσιπ τύπου M2 από την Intel και την AMD θα μπορούσαν να ευημερήσουν

Ενώ ο παραδοσιακός υπολογιστής είναι πολύ απίθανο να είναι ένας χώρος όπου η Intel και η AMD μπορούν να παρουσιάσουν έναν μεγάλο επεξεργαστή με πολλούς πυρήνες CPU και GPU, νομίζω ότι ένα τέτοιο τσιπ θα μπορούσε να βρει επιτυχία σε άλλους τομείς. Μία από τις πιο πρόσφατες καινοτομίες από την Intel και την AMD είναι τα chiplets (ή "πλακάκια" όπως τα αποκαλεί η Intel), που θα διευκόλυνε την κατασκευή ενός επεξεργαστή όπως ο M2 από την Intel και την AMD θα μπορούσε απλώς να πάρει chiplet που γενικεύονται από μόνα τους και να τα συνδυάσει με τέτοιο τρόπο ώστε να δημιουργήσει αυτόν τον μεγάλο, εξειδικευμένο επεξεργαστή (που θα ήταν επίσης φθηνότερο να κατασκευαστεί με chiplets).

Οι κονσόλες είναι ένα προφανές μέρος όπου αυτού του είδους τα τσιπ έχουν λειτουργήσει για το x86, αλλά οι επιτραπέζιοι υπολογιστές NUC ή OEM ή ακόμα και φορητοί υπολογιστές θα μπορούσαν να είναι πιο κατάλληλοι για επεξεργαστές τύπου M2. Σε τελική ανάλυση, αυτές οι συσκευές είναι ήδη αρκετά κλειδωμένες και προσαρμοσμένες για αρχή, οπότε τα οφέλη Η χρήση υλικού που έχει σχεδιαστεί για να είναι συμβατό με πολλά άλλα στοιχεία δεν είναι τόσο μεγάλη συμφωνία. Δεν νομίζω ότι υπάρχει η ζήτηση για να γίνει αυτό πραγματικότητα, αλλά μπορεί να κάνω λάθος, και ειλικρινά, ελπίζω να κάνω γιατί θα ήθελα να έχω αυτό που είναι βασικά μια gaming έκδοση του Mac Mini ή Mac Studio.