AMD radi hibridni CPU, a evo kako će izgledati

Kada je Intel lansirao svoju 12. generaciju Alder Lake čipova krajem 2021., učinio je nešto zaista jedinstveno koristeći dvije potpuno različite vrste jezgri u istom paketu. Naravno, Intel nije izmislio ono što naziva "hibridnom arhitekturom" jer je Arm u biti radio istu stvar pod onim što naziva velikim. MALO godinama. Međutim, na stolnom računalu to je bila velika stvar jer je omogućilo Intelu da postigne visoku količinu performansi uz korištenje manje energije i površine nego što bi imao nehibridni CPU. AMD je u međuvremenu nastavio nuditi samo jednu arhitekturu po CPU-u.

Ali to neće biti tako zauvijek, kao AMD je već skoro potvrdio da je njegov prvi hibridni procesor na pomolu. Ne samo da je ovo velika stvar u tehničkom smislu, već također znači da AMD jednom uzima bilješke od Intela (a podsjetnik da se Intel nekoć rugao AMD-ovoj strategiji čipleta, a sada proizvodi vlastite čiplete, koji su označeni kao pločice). Ne znamo točno koliko daleko će AMD ići sa svojom hibridnom arhitekturom, ali već imamo ključne detalje o tome što će vjerojatno biti prvi hibridni CPU tvrtke.

Kako hibridna arhitektura može učiniti Ryzen još boljim

Iako AMD ima mnogo različitih CPU proizvoda, u ovome se fokusiram samo na Ryzen za stolna i prijenosna računala članak, uglavnom zato što se hibridna arhitektura tradicionalno koristila za potrošačke stvari i ne mnogo (ako još nešto. Međutim, ono što ovdje iznosim u velikoj će se mjeri odnositi na druge stvari poput segmenta podatkovnog centra.

Jedna od stvari o kojoj se ljudi često pitaju je zašto Intel stavlja svoje procesore u slabe E-jezgre umjesto pune P-jezgre. Na kraju krajeva, P-jezgre su puno brže od E-jezgri, tako da, očito, Intel reže korake, zar ne? Zapravo, ne samo da su hibridni procesori poput Core i9-13900K neki od najbolji CPU dostupni danas, ne bi bili mogući bez E-jezgri, a svodi se na dvije stvari: snaga i površina.

Prvo, iako su P-jezgre mnogo brže od E-jezgri, one također troše više energije. Za CPU-e kao što je 13900K, manja učinkovitost znači manje performanse budući da se nadilazi granica koliko energije CPU izvedivo može potrošiti a da se ne zagrije. Osim učinkovitosti, E-jezgre su također mnogo manje od P-jezgri, a korištenjem mnogo E-jezgri, Intel može spakirati više performansi u manju veličinu. Više E-jezgri može omogućiti multi-threaded programima skaliranje na više jezgri, dok također uživaju u prednostima uštede prostora od korištenja ovih manjih jezgri.

Nudeći različite jezgre optimizirane za performanse i učinkovitost, CPU-i hibridne arhitekture mogu zaobići temeljnu zagonetku dizajna koja postoji u tradicionalni procesori. Kako biste poboljšali izvedbu s jednom niti, morate napraviti veće jezgre pojedinačno, ali to često rezultira neučinkovitom potrošnjom energije i korištenje područja. Međutim, za bolju višenitnu izvedbu potrebno vam je mnogo jezgri, ali to je teže postići zbog snage i neučinkovitosti područja. Nudeći najbolje od oba svijeta, hibridna arhitektura zaobilazi ovu ključnu dilemu dizajna.

Kako bi hibridni AMD CPU mogao izgledati

Hibridna arhitektura je vjerojatno napravljena Najbolji Intelovi procesori, a njegovi hibridni CPU-i dizajnirani su kao svaki hibridni CPU prije njega, sa svim CPU jezgrama koje dijele isti silicij (slično kao što mnogi CPU-i često uključuju integriranu grafiku uz CPU jezgre). Međutim, mogućnosti s AMD-om su puno drugačije jer tvrtka također koristi čiplete uz tradicionalne, monolitne dizajne. Iako već znamo dosta o AMD-ovom prvom hibridnom čipu, postoji mnogo više mogućnosti koje treba razmotriti.

Srećom, ne trebamo nagađati o arhitekturi ovdje jer AMD već ima velike (performansne) jezgre i male (učinkovite) jezgre. Uobičajene Zen jezgre poput Zen 4 bile bi velike jezgre, dok bi potpuno nove jezgre 'c' varijante s optimiziranom snagom i površinom, kao što je Zen 4c, bile male. Iako Zen 4c prvi put debitira kao CPU poslužitelja optimiziran za oblak zahvaljujući svojoj sposobnosti da 128 jezgri na jednom CPU-u, pitam se je li ga AMD uvijek namjeravao koristiti za hibridnu arhitekturu ili je ovo novi plan. Po kontrastu, Intelov prvi E-core poslužiteljski CPU tek treba izaći.

Nudeći različite jezgre optimizirane za performanse i učinkovitost, CPU-i s hibridnom arhitekturom mogu zaobići temeljnu zagonetku dizajna koja postoji u tradicionalnim CPU-ima.

Već znamo neke od ključnih detalja AMD-ovog Phoenix 2 APU-a, koji je prvi hibridni čip koji će tvrtka lansirati. Znamo da se radi o APU-u sa šest jezgri, a možemo razumno pretpostaviti da ima dvije Zen 4 jezgre i četiri Zen 4c jezgre, a krajnji rezultat je da je Phoenix 2 znatno manji od Phoenixa. Međutim, također je značajno smanjen u usporedbi s običnim Phoenix APU-om na drugim mjestima; nema Ryzen AI mogućnosti, a njegova integrirana grafika ograničena je na četiri jezgre, što je trećina iGPU-a u Phoenixu. Dakle, Zen 4c nije jedina stvar koja čini Phoenix 2 manjim.

Dok se Phoenix 2 proizvodi i možda se čak nalazi u prijenosnim računalima koja trenutno možete kupiti, postoji caka. Četverojezgreni Ryzen 3 7440U će naizgled koristiti oba Phoenixa i Phoenix 2 čipove, a budući da AMD očito želi da ovaj čip radi dosljedno, to znači da 7440U možda neće u potpunosti iskoristiti prednosti hibridne arhitekture u Phoenixu 2. 7440U možda čak koristi samo Zen 4c jezgre, ali to još ne znamo sa sigurnošću. Ryzen 5 7540U također bi mogao koristiti Phoenix 2 (iako je AMD potvrdio da se to još ne događa), ali neće u potpunosti iskoristiti prednosti hibridnog dizajna.

Osim toga, nejasno je koliko će jezgre Zen 4c biti korisne za mobitel. Iako je AMD rekao da su njegovi CPU-ovi Zen 4c podatkovnog centra učinkovitiji od njegovih običnih procesora Zen 4, tvrtka nije otkrio je li Zen 4c učinkovitiji pri istoj brzini takta ili je učinkovitiji jer ima takt niži. Ako je Zen 4 jednako učinkovit kao Zen 4c na istoj frekvenciji, onda je samo njegova gustoća značajna prednost. S tim u vezi, vjerojatno ćemo u bliskoj budućnosti znati koliko je Phoenix 2 dobar kada konačno bude ozbiljno lansiran.

Jedan problem s kojim se AMD susreće na stolnim računalima je taj što može staviti samo dva CPU čipleta (koji se nazivaju i Core Complex Die ili CCD) u glavnom CPU-u, a Ryzen ostaje zaglavljen na 16 jezgri od 2019. Dobivanje većeg broja jezgri zahtijeva potpuno novi dizajn koji bi bio skup i velika glavobolja; očito, povećanje broja CCD-a na CPU-u nije moguće jer AM5 Ryzen CPU-i jednostavno nemaju mjesta. Međutim, Zen 4c CCD-ovi imaju 16 jezgri, a ne 8 na Zen 4 CCD-u, a korištenje jedne od svake omogućilo bi AMD-u da dosegne granicu od 24 jezgre bez problema.

AMD bi također mogao dizajnirati novi čiplet koji sadrži i Zen i Zen c-varijantu jezgri, čineći ga prilično sličnim Intelovim hibridnim CPU-ima. Međutim, mislim da AMD neće učiniti to, prvenstveno zato što ne voli dizajnirati nove čipove osim ako nemaju široku upotrebu, a ti bi se hibridni čipleti vjerojatno koristili samo za Ryzen. Osim toga, iz tehničkih razloga, svaki bi čiplet vjerojatno dolazio s osam Zen jezgri i osam Zen c-tip jezgri, dok biste u idealnom slučaju imali više Zen c-varijanti jezgri od običnih. AMD bi mogao napraviti neke arhitektonske izmjene kako bi to promijenio, ali opet, AMD mrzi neozbiljno trošenje novca.

Bez obzira na to, ako AMD odluči donijeti svoje kompaktne jezgre c-tipa na stolna računala, onda nas vjerojatno očekuju puno, puno veći brojevi jezgri nego što smo ikada prije vidjeli. Chiplets je omogućio prvi mainstream 16-core CPU s AMD-ovim Ryzen 9 3950X, a hibridna arhitektura u Intelovom Raptor Lakeu donijela nam je prvi 24-core procesor za mainstream. S kombinacijom čipleta i hibridne arhitekture lako bismo mogli vidjeti 40-jezgreni CPU ako AMD kombinira 8-jezgreni čiplet koji koristi obične Zen jezgre s 32-jezgrenim čipletom koji koristi c-varijantne jezgre.

Za AMD je hibridna arhitektura prirodna, a možda čak i neophodna

Predložena smrt Mooreova zakona mogla bi imati duboke posljedice za AMD i kako dizajnira procesore. Chipleti su način da se zaobiđu sve veći troškovi proizvodnje procesora, kao i sve manja poboljšanja koja donosi svaki novi proces. TSMC-ov 3nm procesni čvor, koji će AMD koristiti za Zen 5, posebno je loš jer pruža, u najboljem slučaju, maleni povećanje gustoće predmemorije uz relativno slabo povećanje analogne gustoće (što čini jezgre manji). Za inovativnu tvrtku poput AMD-a, ugradnja hibridne arhitekture čini se prirodnim putem naprijed.

Phoenix 2 bit će AMD-ov prvi hibridni čip, ali mogao bi biti tek početak. AMD ovdje očito počinje s malim čipom koji se neće koristiti isključivo za hibridne procesore, već u budućim generacijama, ne sumnjam da će AMD pokušati iscijediti svaku prednost koju može iz hibrida arhitektura. Za Intel je to jako dobro ispalo, tako da ćemo možda vidjeti hibridne dizajne kao pokretače nekih od njih AMD-ovi najbolji CPU-i u budućnosti.