AMD valmistaa hybridisuoritinta, ja tältä se näyttää

Kun Intel lanseerasi 12. sukupolven Alder Lake -sirunsa vuoden 2021 lopulla, se teki jotain todella ainutlaatuista käyttämällä kahta täysin erilaista ydintä samassa paketissa. Intel ei tietenkään keksinyt "hybridiarkkitehtuuriksi" kutsuttua tekniikkaa, koska Arm teki pohjimmiltaan saman asian nimellä big. VÄHÄN vuosiin. Pöytäkoneilla tämä oli kuitenkin iso juttu, koska sen ansiosta Intel pystyi saavuttamaan suuren suorituskyvyn samalla kun se käytti vähemmän tehoa ja pinta-alaa kuin ei-hybridisuorittimella. AMD on puolestaan ​​tarjonnut vain yhden arkkitehtuurin prosessoria kohden.

Mutta se ei tule olemaan ikuisesti, kuten AMD on jo täysin vahvistanut, että sen ensimmäinen hybridiprosessori on näköpiirissä. Tämä ei ole vain iso juttu teknisessä mielessä, vaan se tarkoittaa myös sitä, että AMD tekee muistiinpanoja Inteliltä kerran (a muistutus siitä, että Intel pilkkasi aikoinaan AMD: n sirustrategiaa ja valmistaa nyt omia siruja, jotka tunnetaan nimellä laatat). Emme tiedä tarkalleen, kuinka pitkälle AMD menee hybridiarkkitehtuurillaan, mutta meillä on jo tärkeitä yksityiskohtia siitä, mikä on todennäköisesti yhtiön ensimmäinen hybridi-suoritin.

Kuinka hybridiarkkitehtuuri voi tehdä Ryzenistä entistä paremman

Vaikka AMD: llä on paljon erilaisia ​​prosessorituotteita, keskityn tässä vain Ryzeniin pöytäkoneille ja kannettaville. artikkeli, lähinnä siksi, että hybridiarkkitehtuuria on perinteisesti käytetty kulutustavaroihin eikä paljon (jos mitään muuta. Tässä esittämäni kohdat koskevat kuitenkin suurelta osin muita asioita, kuten palvelinkeskussegmenttiä.

Yksi asioista, joita näen ihmisten ihmettelevän, on se, miksi Intel pakkaa prosessoreihinsa heikkoja E-ytimiä sen sijaan, että se siirtyisi täyteen P-ytimeen. Loppujen lopuksi P-ytimet ovat paljon nopeampia kuin E-ytimet, joten on selvää, että Intel on kärjessä, eikö niin? Itse asiassa hybridisuorittimet, kuten Core i9-13900K, eivät ole vain joitakin niistä parhaimmat saatavilla olevat suorittimet, ne eivät olisi edes mahdollisia ilman E-ytimiä, ja se johtuu kahdesta asiasta: teho ja alue.

Ensinnäkin, vaikka P-ytimet ovat paljon nopeampia kuin E-ytimet, ne kuluttavat myös enemmän virtaa. 13900K: n kaltaisissa prosessoreissa pienempi tehokkuus tarkoittaa vähemmän suorituskykyä, koska se ylittää sen rajan, kuinka paljon tehoa prosessori voi kuluttaa ilman, että se kuumenee liikaa. Tehokkuuden lisäksi E-ytimet ovat myös paljon pienempiä kuin P-ytimet, ja käyttämällä paljon E-ytimiä Intel voi pakata enemmän suorituskykyä pienempään kokoon. Enemmän E-ytimiä voi mahdollistaa monisäikeisten ohjelmien skaalaamisen useiden ytimien välillä ja samalla hyödyntää näiden pienempien ytimien käytön tilansäästöjä.

Tarjoamalla erilaisia ​​suorituskykyä ja tehokkuutta varten optimoituja ytimiä hybridiarkkitehtuurin CPU: t pystyvät kiertämään suunnittelussa vallitsevan perustavanlaatuisen ongelman. perinteiset prosessorit. Yksisäikeisen suorituskyvyn parantamiseksi sinun on tehtävä yksitellen vahvempia ytimiä, mutta tämä johtaa usein tehottomaan virrankulutukseen ja alueen käyttö. Paremman monisäikeisen suorituskyvyn saavuttamiseksi tarvitset kuitenkin paljon ytimiä, mutta tehon ja alueen tehottomuuden vuoksi sen saavuttaminen on vaikeampaa. Tarjoamalla molempien maailmojen parhaat puolet, hybridiarkkitehtuuri sivuuttaa tämän suunnittelun ydinongelman.

Miltä hybridi-AMD-suoritin voisi näyttää

Hybridiarkkitehtuuri on epäilemättä tehty Intelin parhaat prosessorit, ja sen hybridisuorittimet on suunniteltu kuten jokainen hybridi-suoritin ennen sitä, ja kaikki CPU-ytimet jakavat saman piin (ihan samaan tapaan kuin monissa prosessoreissa on usein integroitu grafiikka CPU-ytimien rinnalla). AMD: n mahdollisuudet ovat kuitenkin paljon erilaisia, koska yritys käyttää myös siruja perinteisten, monoliittisten mallien lisäksi. Vaikka tiedämme jo paljon AMD: n ensimmäisestä hybridisirusta, on monia muitakin mahdollisuuksia harkita.

Onneksi meidän ei tarvitse spekuloida arkkitehtuurista täällä, koska AMD: llä on jo isoja (suorituskykyisiä) ytimiä ja pieniä (tehokkuus)ytimiä. Tavalliset Zen-ytimet, kuten Zen 4, olisivat suuria ytimiä, kun taas upouudet teho- ja aluetehokkuusoptimoidut "c"-varianttiytimet, kuten Zen 4c, olisivat pieniä. Vaikka Zen 4c debytoi ensimmäistä kertaa pilvioptimoituna palvelinprosessorina sen asennuskyvyn ansiosta 128 ydintä yhdessä prosessorissa, Ihmettelen, onko AMD aina aikonut käyttää sitä hybridiarkkitehtuuriin vai onko tämä uusi suunnitelma. Sitä vastoin, Intelin ensimmäinen E-core-palvelinprosessori ei ole vielä ilmestynyt.

Tarjoamalla erilaisia ​​suorituskykyä ja tehokkuutta varten optimoituja ytimiä hybridiarkkitehtuurin CPU: t voivat kiertää perinteisissä prosessoreissa esiintyvän perustavanlaatuisen suunnitteluongelman.

Tiedämme jo joitakin AMD: n Phoenix 2 APU: n tärkeimmistä yksityiskohdista, joka on yrityksen ensimmäinen hybridisiru. Tiedämme, että se on kuusiytiminen APU, ja voimme kohtuudella olettaa, että siinä on kaksi Zen 4 -ydintä ja neljä Zen 4c -ydintä, ja lopputulos on, että Phoenix 2 on huomattavasti pienempi kuin Phoenix. Se on kuitenkin myös huomattavasti pienempi kuin tavallisessa Phoenix APU: ssa muissa paikoissa; siinä ei ole Ryzen AI -ominaisuuksia, ja sen integroitu grafiikka on rajoitettu neljään ytimeen, mikä on kolmasosa Phoenixin iGPU: sta. Zen 4c ei siis ole ainoa asia, joka tekee Phoenix 2:sta pienemmän.

Vaikka Phoenix 2:ta valmistetaan ja se saattaa olla jopa kannettavissa tietokoneissa, joita voit ostaa juuri nyt, siinä on saalis. Neliytiminen Ryzen 3 7440U näyttää käyttävän molempia Phoenixia ja Phoenix 2 -siruja, ja koska AMD luonnollisesti haluaa tämän sirun toimivan johdonmukaisesti, tämä tarkoittaa, että 7440U ei välttämättä hyödynnä Phoenix 2:n hybridiarkkitehtuuria täysimääräisesti. 7440U saattaa jopa käyttää vain Zen 4c -ytimiä, mutta emme tiedä tätä vielä varmasti. Ryzen 5 7540U voisi myös käyttää Phoenix 2:ta (vaikka AMD vahvisti, että näin ei vielä tapahdu), mutta se ei myöskään hyödynnä hybridisuunnittelua täysimääräisesti.

Lisäksi on epäselvää, kuinka hyödyllisiä Zen 4c -ytimet ovat mobiililaitteille. Vaikka AMD on sanonut, että sen Zen 4c -palvelinkeskuksen prosessorit ovat tehokkaampia kuin sen tavalliset Zen 4 -prosessorit, yritys ei paljastanut, onko Zen 4c tehokkaampi samalla kellotaajuudella vai onko se tehokkaampi, koska se on kellotettu alempi. Jos Zen 4 on yhtä tehokas kuin Zen 4c samalla taajuudella, vain sen tiheys on merkittävä etu. Tästä huolimatta tiedämme todennäköisesti lähitulevaisuudessa, kuinka hyvä Phoenix 2 on, kun se vihdoin julkaistaan.

Yksi ongelma, johon AMD törmää pöytäkoneissa, on se, että se voi laittaa vain kaksi CPU-sirua (kutsutaan myös Core Complex Die tai CCD) valtavirtasuorittimessa, minkä vuoksi Ryzen on juuttunut 16 ytimeen vuodesta 2019 lähtien. Suuremman ydinmäärän saaminen edellyttää aivan uutta suunnittelua, joka olisi kallista ja päänsärkyä; On selvää, että CPU: n CCD: iden määrän lisääminen ei ole mahdollista, koska AM5 Ryzen -suorittimissa ei vain ole tilaa. Zen 4c CCD: ssä on kuitenkin 16 ydintä Zen 4 CCD: n 8 sijaan, ja käyttämällä yhtä kustakin AMD voisi saavuttaa 24 ytimen rajan ilman ongelmia.

AMD voisi myös suunnitella uuden piirilevyn, joka sisältää sekä Zen- että Zen c-varianttiytimen, mikä tekee siitä melko samanlaisen kuin Intelin hybridisuorittimet. En kuitenkaan usko, että AMD tekee tee näin, ensisijaisesti siksi, että se ei pidä uusien sirujen suunnittelusta, ellei niillä ole laajoja käyttökohteita, ja näitä hybridisiruja käytettäisiin todennäköisesti vain Ryzen. Lisäksi teknisistä syistä jokaisessa sirussa olisi todennäköisesti kahdeksan Zen-ydintä ja kahdeksan Zen c-tyypin ydintä, kun ihannetapauksessa sinulla olisi enemmän Zen c-varianttiydintä kuin tavallisia. AMD voisi tehdä joitain arkkitehtonisia muutoksia muuttaakseen tämän, mutta jälleen kerran, AMD vihaa rahankäyttöä kevyesti.

Siitä huolimatta, jos AMD päättää tuoda kompaktit c-tyypin ytimensä työpöydälle, meillä on luultavasti edessämme paljon, paljon suurempi ydinmäärä kuin olemme koskaan ennen nähneet. Chiplets teki ensimmäisen valtavirran 16-ytimisen prosessorin mahdolliseksi AMD: n Ryzen 9 3950X: llä, ja Intelin Raptor Laken hybridiarkkitehtuuri toi meille ensimmäisen 24-ytimisen prosessorin valtavirtaan. Kun siruja ja hybridiarkkitehtuuria yhdistetään, voisimme helposti nähdä 40-ytimisen prosessorin, jos AMD yhdistää 8-ytimisen piirilevyn, jossa käytetään tavallisia Zen-ytimiä, ja 32-ytimistä sirua, joka käyttää c-varianttiytimiä.

AMD: lle hybridiarkkitehtuuri on luonnollista ja ehkä jopa välttämätöntä

Mooren lain ehdotetulla kuolemalla voi olla syvällisiä seurauksia AMD: lle ja miten se suunnittelee suorittimia. Sirujen avulla voidaan kiertää prosessorien valmistuskustannuksia sekä jokaisen uuden prosessin tuomia väheneviä parannuksia. TSMC: n 3nm: n prosessisolmu, jota AMD tulee käyttämään Zen 5:ssä, on erityisen huono, koska se tarjoaa parhaimmillaankin pienen välimuistin tiheyden lisäys suhteellisen huonon analogisen tiheyden lisäyksen lisäksi (joka tekee ytimistä pienempi). AMD: n kaltaiselle innovatiiviselle yritykselle hybridiarkkitehtuurin sisällyttäminen näyttää luonnolliselta tieltä eteenpäin.

Phoenix 2 on AMD: n ensimmäinen hybridisiru, mutta se voi olla vasta alkua. AMD on selvästi aloittamassa pieneltä sirulla, jota ei käytetä yksinomaan hybridiprosessoreille, vaan sisään tuleville sukupolville, en epäile, etteikö AMD yrittää puristaa hybridistä kaikki mahdolliset edut arkkitehtuuri. Se toimi todella hyvin Intelille, joten ehkä näemme hybridimallien tehostavan osan AMD: n parhaat prosessorit tulevaisuudessa.