AMD fabrique un processeur hybride, et voici à quoi il ressemblera

Lorsqu'Intel a lancé ses puces Alder Lake de 12e génération fin 2021, il a réalisé quelque chose de vraiment unique en utilisant deux types de cœurs complètement différents dans le même boîtier. Bien sûr, Intel n’a pas inventé ce qu’il appelle « l’architecture hybride », puisque Arm faisait essentiellement la même chose dans ce qu’il appelle « big ». PEU depuis des années. Cependant, sur ordinateur de bureau, c'était un gros problème car cela permettait à Intel d'atteindre des performances élevées tout en utilisant moins d'énergie et de surface qu'un processeur non hybride. AMD, quant à lui, a continué à proposer une seule architecture par processeur.

Mais ce ne sera pas toujours le cas, car AMD a déjà pratiquement confirmé que son premier processeur hybride était à l'horizon. Non seulement c'est un gros problème au sens technique, mais cela signifie également qu'AMD prend pour une fois des notes d'Intel (un rappelons qu'Intel s'est autrefois moqué de la stratégie des chipsets d'AMD et fabrique désormais ses propres chipsets, qui portent la marque carrelage). Nous ne savons pas exactement jusqu'où AMD ira avec son architecture hybride, mais nous disposons déjà de détails cruciaux sur ce qui sera probablement le premier processeur hybride de la société.

Comment l'architecture hybride peut rendre Ryzen encore meilleur

Bien qu'AMD propose de nombreux produits CPU différents, je me concentre uniquement sur Ryzen pour les ordinateurs de bureau et les ordinateurs portables. article, principalement parce que l'architecture hybride a traditionnellement été utilisée pour les produits grand public et pas beaucoup (si rien d'autre. Les arguments que je soulève ici s’appliqueront cependant largement à d’autres choses comme le segment des centres de données.

L'une des choses que je vois souvent les gens se demander est pourquoi Intel embarque ses processeurs avec des cœurs E faibles au lieu d'utiliser des cœurs P complets. Après tout, les cœurs P sont bien plus rapides que les cœurs E, donc, évidemment, Intel fait des économies, n'est-ce pas? En fait, non seulement les processeurs hybrides comme le Core i9-13900K font partie des les meilleurs processeurs disponibles aujourd'hui, ils ne seraient même pas possibles sans les E-cores, et cela se résume à deux choses: puissance et superficie.

Premièrement, même si les cœurs P sont beaucoup plus rapides que les cœurs E, ils consomment également plus d’énergie. Pour les processeurs comme le 13900K, moins d’efficacité signifie moins de performances, car cela se rapproche de la limite de quantité d’énergie qu’un processeur peut raisonnablement consommer sans devenir trop chaud. En plus de l'efficacité, les cœurs E sont également beaucoup plus petits que les cœurs P, et en utilisant beaucoup de cœurs E, Intel peut offrir plus de performances dans une taille plus petite. Un plus grand nombre de cœurs électroniques peut permettre aux programmes multithread d'évoluer sur plusieurs cœurs, tout en profitant des économies d'espace liées à l'utilisation de ces cœurs plus petits.

En offrant différents cœurs optimisés pour les performances et l'efficacité, les processeurs à architecture hybride sont capables d'éviter une énigme de conception fondamentale qui existe dans processeurs traditionnels. Afin d'améliorer les performances monothread, vous devez rendre les cœurs individuellement plus robustes, mais cela entraîne souvent une consommation d'énergie inefficace et utilisation de la zone. Cependant, pour de meilleures performances multithread, vous avez besoin de beaucoup de cœurs, mais l'inefficacité de la puissance et de la zone rend cet objectif plus difficile à atteindre. En offrant le meilleur des deux mondes, l’architecture hybride évite ce dilemme fondamental en matière de conception.

À quoi pourrait ressembler un processeur AMD hybride

L'architecture hybride a sans doute permis Les meilleurs processeurs Intel, et ses processeurs hybrides sont conçus comme tous les processeurs hybrides avant lui, avec tous les cœurs de processeur partageant le même silicium (un peu comme le nombre de processeurs intégrant souvent des graphiques intégrés aux côtés des cœurs de processeur). Cependant, les possibilités avec AMD sont très différentes car la société utilise également des chipsets en plus des conceptions monolithiques traditionnelles. Même si nous en savons déjà beaucoup sur la première puce hybride d'AMD, il existe de nombreuses autres possibilités à considérer.

Heureusement, nous n'avons pas besoin de spéculer sur l'architecture ici, car AMD possède déjà de gros cœurs (de performances) et de petits cœurs (d'efficacité). Les cœurs Zen classiques comme Zen 4 seraient les gros cœurs, tandis que les tout nouveaux cœurs de variante « c » optimisés en termes de puissance et d'efficacité de zone, tels que Zen 4c, seraient les plus petits. Bien que Zen 4c fasse ses débuts en tant que processeur de serveur optimisé pour le cloud grâce à sa capacité à mettre 128 cœurs sur un seul processeur, je me demande si AMD a toujours eu l'intention de l'utiliser pour une architecture hybride ou s'il s'agit d'un nouveau projet. Par contre, Le premier processeur de serveur E-core d'Intel n'est pas encore sorti.

En proposant différents cœurs optimisés pour les performances et l'efficacité, les processeurs à architecture hybride sont capables d'éviter une énigme de conception fondamentale qui existe dans les processeurs traditionnels.

Nous connaissons déjà certains des détails clés de l'APU Phoenix 2 d'AMD, qui est la première puce hybride que la société lancera. Nous savons qu'il s'agit d'un APU à six cœurs, et nous pouvons raisonnablement supposer qu'il possède deux cœurs Zen 4 et quatre cœurs Zen 4c, et le résultat final est que Phoenix 2 est nettement plus petit que Phoenix. Cependant, il est également considérablement réduit par rapport à l'APU Phoenix classique ailleurs; il n'a pas de capacités Ryzen AI et ses graphiques intégrés sont limités à quatre cœurs, soit un tiers de l'iGPU de Phoenix. Ainsi, Zen 4c n’est pas la seule chose qui rend Phoenix 2 plus petit.

Alors que Phoenix 2 est en cours de fabrication et pourrait même se trouver dans des ordinateurs portables que vous pouvez acheter dès maintenant, il y a un hic. Le Ryzen 3 7440U quadricœur utilisera apparemment à la fois Phoenix et Phoenix 2, et comme AMD souhaite évidemment que cette puce fonctionne de manière cohérente, cela signifie que le 7440U ne tirera peut-être pas pleinement parti de l'architecture hybride de Phoenix 2. Le 7440U pourrait même utiliser uniquement les cœurs Zen 4c, mais nous ne le savons pas encore avec certitude. Le Ryzen 5 7540U pourrait également utiliser Phoenix 2 (bien qu'AMD ait confirmé que cela ne se produit pas encore), mais il ne tirera pas non plus pleinement parti de la conception hybride.

De plus, on ne sait pas exactement dans quelle mesure les cœurs Zen 4c seront bénéfiques pour les mobiles. Alors qu'AMD a déclaré que ses processeurs de centre de données Zen 4c sont plus efficaces que ses processeurs Zen 4 classiques, la société n'a pas révélé si Zen 4c est plus efficace à la même vitesse d'horloge ou s'il est plus efficace parce qu'il est cadencé inférieur. Si le Zen 4 est tout aussi efficace que le Zen 4c à même fréquence, alors seule sa densité constitue un avantage non négligeable. Cela étant dit, nous saurons probablement dans un avenir proche à quel point Phoenix 2 est bon une fois qu'il sera enfin lancé pour de bon.

L'un des problèmes rencontrés par AMD sur les ordinateurs de bureau est qu'il ne peut insérer que deux chipsets de processeur (également appelés puces de processeur). Matrice complexe de base ou un CCD) dans un processeur grand public, ce qui laisse Ryzen bloqué à 16 cœurs depuis 2019. Obtenir un nombre de cœurs plus élevé nécessite une toute nouvelle conception qui serait coûteuse et constituerait un casse-tête majeur; évidemment, augmenter le nombre de CCD sur le processeur n'est pas possible puisque les processeurs AM5 Ryzen n'ont tout simplement pas la place. Cependant, les CCD Zen 4c ont 16 cœurs au lieu des 8 des CCD Zen 4, et l'utilisation d'un de chaque permettrait à AMD d'atteindre la barre des 24 cœurs sans problème.

AMD pourrait également concevoir un nouveau chipset contenant à la fois des cœurs Zen et Zen c-variant, ce qui le rendrait assez similaire aux processeurs hybrides d'Intel. Cependant, je ne pense pas qu'AMD le fera faire cela, principalement parce qu'il n'aime pas concevoir de nouvelles puces à moins qu'elles n'aient de larges cas d'utilisation, et ces chipsets hybrides ne seraient probablement utilisés que pour Ryzen. De plus, pour des raisons techniques, chaque chipset serait probablement livré avec huit cœurs Zen et huit cœurs Zen de type C, alors qu'idéalement, vous auriez plus de cœurs Zen de variante C que de cœurs classiques. AMD pourrait apporter quelques modifications architecturales pour changer cela, mais encore une fois, AMD déteste dépenser de l'argent de manière frivole.

Quoi qu'il en soit, si AMD choisit d'apporter ses cœurs compacts de type C au bureau, nous nous retrouverons probablement avec un nombre de cœurs beaucoup plus élevé que jamais vu auparavant. Les chipsets ont rendu possible le premier processeur grand public à 16 cœurs avec le Ryzen 9 3950X d'AMD, et l'architecture hybride du Raptor Lake d'Intel nous a apporté le premier processeur à 24 cœurs grand public. En combinant les chipsets et l'architecture hybride, nous pourrions facilement voir un processeur à 40 cœurs si AMD combinait un chipset à 8 cœurs utilisant des cœurs Zen classiques avec un chiplet à 32 cœurs utilisant des cœurs de variante C.

Pour AMD, l'architecture hybride est naturelle et peut-être même nécessaire

La suppression proposée de la loi de Moore pourrait avoir de profondes conséquences pour AMD et comment il conçoit les processeurs. Les chipsets sont un moyen de contourner le coût croissant des processeurs de fabrication ainsi que le déclin des améliorations apportées par chaque nouveau processus. Le nœud de processus 3 nm de TSMC, qu'AMD utilisera pour Zen 5, est particulièrement médiocre car il fournit, au mieux, un tout petit augmentation de la densité du cache en plus d'un gain relativement faible en densité analogique (ce qui rend les cœurs plus petit). Pour une entreprise innovante comme AMD, intégrer une architecture hybride semble être la voie naturelle à suivre.

Phoenix 2 sera la première puce hybride d'AMD, mais ce n'est peut-être qu'un début. AMD commence clairement petit ici avec une puce qui ne sera pas exclusivement utilisée pour les processeurs hybrides, mais dans les générations à venir, je ne doute pas qu'AMD essaiera de tirer tous les avantages possibles de l'hybride architecture. Cela a très bien fonctionné pour Intel, alors peut-être verrons-nous des conceptions hybrides alimenter certains de nos systèmes. Les meilleurs processeurs AMD à l'avenir.