Por qué Intel y AMD no fabrican chips como el M2 Max y el M2 Ultra

El abandono de Intel por parte de Apple para fabricar sus propios procesadores para productos Mac obviamente ha ido bastante bien. Sus chips M2 basados ​​en ARM incluyen potentes núcleos de CPU y GPU en un solo paquete, ofreciendo una excelente combinación de rendimiento de rango medio a alto para toda la cartera de Mac. Esto ha beneficiado especialmente a productos como el MacBook y el Mac Mini, que no tienen espacio para una potente tarjeta gráfica pero puede acomodar los chips M1 y M2 de gama alta (como el M2 Max) con potentes gráficos integrados muy bien. El M2 Pro, M2 Max y M2 Ultra son bastante sorprendentes.

Entonces, ¿por qué Intel y AMD no hacen lo mismo y fabrican sus propios chips grandes con muchos núcleos de CPU y GPU? Después de todo, ambos ofrecen buena tecnología de CPU y GPU, han estado haciendo cosas de PC durante tanto tiempo. como Apple (y el diseño del procesador durante mucho más tiempo), y tienen mucho más control sobre el procesador más amplio mercado. Pero en última instancia, Intel y AMD tienen varias buenas razones para no copiar las variantes más grandes del M2 de Apple.

Intel y AMD sí tienen la capacidad tecnológica para fabricar un chip tipo M2

Pero primero, dejemos de lado una cosa: Intel y AMD pueden fabricar un chip como el M2 Max o incluso el M2 Ultra si así lo desean. Si bien M2 Pro, Max y Ultra son bastante diferentes de lo que estamos acostumbrados en las PC, todo lo que Apple ha hecho es crear un chip grande que incluye núcleos de CPU y GPU. Intel y AMD llevan años fabricando CPU con gráficos integrados y la única diferencia sustancial entre las Core i9-13900K o Ryzen 9 7950X y la serie Apple M2 es que los chips M2 más grandes tienen una potencia mucho más grande y potente. GPU.

Tampoco es que Intel y AMD no hayan fabricado chips similares a los procesadores M2 más grandes, incluso antes de que saliera el M1. La serie Kaby Lake G de Intel combinó una CPU Kaby Lake de cuatro núcleos con una GPU Vega de rango medio de AMD, y aunque Kaby Lake G fue un fracaso comercial y no funcionó muy bien, al final ofreció lo que en su momento era una CPU y GPU potentes combo.

Uno de los principales productos de AMD, por supuesto, es su APU, que en realidad es sólo un término de marketing para describir las CPU de AMD con gráficos integrados destinados a juegos. La línea más exitosa de APU de AMD son las que se utilizan en consolas, desde que salieron la Xbox One y la PS4 hace una década. Las últimas APU de consola de la Serie X y PS5 combinan una CPU Zen 2 de 8 núcleos con una GPU RDNA2 de rango medio. poniéndolo a un nivel similar al menos al M1 Pro y M2 Pro, y tal vez incluso a algunos de los chips de gama alta también.

El M2 tiene algunas desventajas que no les gustarían a Intel y AMD

Si bien la serie M2 de Apple es realmente genial y excelente para Apple, de ninguna manera es el procesador perfecto y tiene algunos inconvenientes importantes en comparación con los chips de Intel y AMD. Estos inconvenientes tienen que ver principalmente con la memoria, el número de núcleos y la fabricación, que tienen un gran impacto tanto en el rendimiento como en el precio.

Lo más extraño de los procesadores M de Apple (al menos en mi opinión) es la memoria. Normalmente, las CPU y los gráficos integrados livianos no requieren tanto ancho de banda, por lo que Intel y AMD tienden a combinar sus chips convencionales con pequeños buses de memoria de 128 bits de ancho. Sin embargo, las GPU requieren mucho ancho de banda de memoria, por lo que las GPU discretas se combinan con GDDR VRAM y tienen más buses de memoria, siendo 128 bits el mínimo indispensable y reservado sólo para archivos muy pequeños. GPU.

Sin embargo, Apple incluye gráficos integrados muy potentes en sus chips M, y esto requiere mucho más ancho de banda de memoria de lo habitual. Mientras que el M2 es normal y tiene buses de 128 bits de ancho, el M2 Pro y M2 Max tienen buses de 256 bits y 512 bits de ancho. autobuses, y dado que el M2 Ultra es dos M2 Max combinados, eso significa que el Ultra tiene un enorme ancho de 1024 bits autobús. Estos autobuses ocupan una gran cantidad de espacio y representan aproximadamente el 13% del tamaño del M2 Max y Ultra, que es una gran cantidad de espacio para dedicar solo a los buses de memoria.

Toda esa zona reservada a los buses de memoria tiene un efecto dominó. Hay menos espacio para más núcleos de CPU y GPU, lo que deja al M2 Pro y al M2 Max un poco mediocres en lo que respecta al rendimiento por mm2. Por ejemplo, el M2 Ultra en Mac Studio está muy por detrás del Core i9-13900K y Ryzen 9 7950X (que son dos de las mejores CPU) en pruebas como Cinebench, especialmente en rendimiento multiproceso. Se trata de CPU mucho, mucho más pequeñas gracias al hecho de que no se ven obstaculizadas por un sistema de memoria masivo requerido por una GPU integrada de gran tamaño.

Intentar combinar una CPU grande, una GPU grande y un sistema de memoria grande en un solo chip tiene consecuencias para la fabricación. Con un tamaño de matriz estimado de 550 mm2 (suponiendo que la comparación lado a lado de Apple anterior sea a escala, ya que no hay datos reales). Las medidas parecen existir), el M2 Max es súper grande y el M2 Ultra es el chip de consumo más grande jamás fabricado en más de 1.000 mm2. El coste de producir estas cosas en el nodo de 5 nm de TSMC debe ser astronómico.

Simplemente no es el estilo de Intel o AMD ofrecer silicio altamente especializado para la corriente principal.

Pero aparte de todos los problemas de hardware que introducen chips como las versiones grandes de M2, aquí también hay una diferencia fundamental en los modelos de negocio. Apple es muy diferente de Intel y AMD: fabrica sus procesadores y sus propios productos especiales. Mientras tanto, Intel y AMD están fabricando chips que alimentan casi todas las PC que no sean Mac en todo el mundo. mundo, y perseguir un mercado tan grande significa que la especialización es una desventaja más que una ventaja. Eso crea un conjunto muy diferente de incentivos para cada empresa cuando se trata de diseñar hardware.

Si Intel y AMD intentaran fabricar su propio procesador grande similar al M2, un problema importante serían las placas base. Lo bueno de las CPU x86 tradicionales es que tienden a ser bastante pequeñas y no requieren nada loco. Pero para dar servicio a un chip tipo M2 Max/Ultra, Intel y AMD tendrían que lanzar nuevas placas base con zócalos enormes, toneladas de Etapas VRM y probablemente ocho ranuras de memoria que tendrías que llenar completamente con módulos rápidos para obtener una buena GPU. actuación. Obviamente, esto es muy caro y muy engorroso.

Apple puede salirse con la suya porque el M2 está diseñado específicamente para el tipo de computadoras que Apple quiere fabricar y lo que sus clientes quieren comprar. Intel y AMD no pueden hacer eso porque nos gusta tener una amplia variedad de CPU que podemos colocar en PC personalizadas pero, en última instancia, similares, donde es simplemente plug and play cuando se trata de RAM, almacenamiento y GPU. Imagina tener que actualizar tu procesador de 1.000 mm2 si solo quisieras más velocidad gráficos; si pensaras que RTX 4090 era caro, probablemente arruinarías con una sola actualización.

Pero funciona en ambos sentidos y el M2 tiene algunas ventajas distintivas. Por ejemplo, si bien las CPU y GPU de Apple son bastante débiles en comparación con las de gama alta que fabrican Intel, AMD y Nvidia, la pila de productos M2 de arriba a abajo tiene un rendimiento de codificación de gama alta. Apple puede justificar la adición de estos codificadores a sus chips porque mucha gente ya utiliza dispositivos Apple para editar vídeos. Pero dado que las CPU Intel y AMD son esencialmente chips de talla única para una amplia variedad de casos de uso, codificadores de alta gama no tendrían sentido, especialmente cuando las GPU de alta gama pueden tomar el relevo.

Tanto el hardware como los diferentes modelos de negocio son inseparables en lo que respecta al diseño de procesadores de estas tres empresas. Si se tratara solo de hardware, tecnología y especificaciones, probablemente veríamos a Intel y AMD intentar fabricar también un procesador como la línea M2. Pero Apple es una empresa de diseño de ordenadores que fabrica sus propios procesadores, mientras que Intel y AMD son empresas de diseño de procesadores que venden sus procesadores a otras empresas.

Hay algunos casos en los que los chips tipo M2 de Intel y AMD podrían prosperar

Si bien es muy poco probable que la PC tradicional sea un espacio en el que Intel y AMD puedan introducir un procesador grande con muchos núcleos de CPU y GPU, creo que un chip de este tipo podría tener éxito en otras áreas. Una de las innovaciones más recientes de Intel y AMD son los chiplets (o "tiles", como los llama Intel), que facilitarían la construcción de un procesador como el M2 desde que Intel y AMD Podría simplemente tomar chiplets que estén generalizados por sí solos y combinarlos de tal manera que cree este procesador grande y especializado (que también sería más barato de fabricar con chiplets).

Las consolas son un lugar obvio donde este tipo de chips han funcionado para x86, pero las NUC o las computadoras de escritorio OEM o incluso las computadoras portátiles podrían ser más adecuadas para un procesador tipo M2. Después de todo, estos dispositivos ya están bastante bloqueados y personalizados para empezar, por lo que los beneficios de usar hardware diseñado para ser compatible con muchos otros componentes no es tan grande trato. No creo que exista la demanda para hacer esto realidad, pero podría estar equivocado y, sinceramente, espero estarlo porque me encantaría tener lo que es básicamente una versión para juegos del MacMini o Mac Estudio.