AMD sta realizzando una CPU ibrida ed ecco come sarà

Quando Intel ha lanciato i suoi chip Alder Lake di dodicesima generazione alla fine del 2021, ha fatto qualcosa di veramente unico utilizzando due tipi di core completamente diversi nello stesso pacchetto. Naturalmente, Intel non ha inventato quella che chiama "architettura ibrida" poiché Arm stava facendo essenzialmente la stessa cosa in quello che chiama "grande". PICCOLO per anni. Tuttavia, su desktop, questo è stato un grosso problema poiché ha consentito a Intel di ottenere prestazioni elevate utilizzando meno energia e area rispetto a una CPU non ibrida. AMD, nel frattempo, ha continuato a offrire una sola architettura per CPU.

Ma non sarà così per sempre, come AMD ha già quasi confermato che il suo primo processore ibrido è all'orizzonte. Non solo si tratta di un grosso problema in senso tecnico, ma significa anche che AMD per una volta sta prendendo appunti da Intel (a ricordiamo che Intel una volta si è presa gioco della strategia dei chiplet di AMD e ora sta creando i propri chiplet, che sono marchiati come piastrelle). Non sappiamo esattamente fino a che punto AMD si spingerà con la sua architettura ibrida, ma abbiamo già dettagli cruciali su quella che probabilmente sarà la prima CPU ibrida dell'azienda.

Come l'architettura ibrida può rendere Ryzen ancora migliore

Sebbene AMD abbia molti prodotti CPU diversi, in questo mi sto concentrando solo su Ryzen per desktop e laptop articolo, soprattutto perché l'architettura ibrida è stata tradizionalmente utilizzata per prodotti di consumo e non molto (se qualunque altra cosa. Tuttavia, i punti che sollevo qui si applicano in gran parte ad altri aspetti, come il segmento dei data center.

Una delle cose su cui vedo comunemente le persone chiedersi è perché Intel racchiude le sue CPU con E-core deboli invece di utilizzare P-core completi. Dopotutto, i P-core sono molto più veloci degli E-core, quindi, ovviamente, Intel sta prendendo scorciatoie, giusto? In effetti, non solo le CPU ibride come il Core i9-13900K sono alcune delle le migliori CPU oggi disponibili, non sarebbero nemmeno possibili senza gli E-core, e si riduce a due cose: potenza e territorio.

In primo luogo, sebbene i P-core siano molto più veloci degli E-core, consumano anche più energia. Per CPU come il 13900K, una minore efficienza significa meno prestazioni poiché sfiora il limite della quantità di energia che una CPU può consumare senza surriscaldarsi. Oltre all'efficienza, gli E-core sono anche molto più piccoli dei P-core e, utilizzando molti E-core, Intel può racchiudere maggiori prestazioni in dimensioni più ridotte. Un numero maggiore di E-core può consentire ai programmi multi-thread di scalare su più core, sfruttando al tempo stesso i vantaggi del risparmio di spazio derivante dall'utilizzo di questi core più piccoli.

Offrendo core diversi ottimizzati per prestazioni ed efficienza, le CPU con architettura ibrida sono in grado di eludere un enigma di progettazione fondamentale che esiste in CPU tradizionali. Per aumentare le prestazioni a thread singolo, è necessario rendere i core singolarmente più robusti, ma ciò spesso si traduce in un consumo energetico inefficiente e utilizzo dell'area. Per prestazioni multi-thread migliori, tuttavia, sono necessari molti core, ma l'inefficienza in termini di potenza e area rende questo obiettivo più difficile da ottenere. Offrendo il meglio di entrambi i mondi, l’architettura ibrida elude questo dilemma fondamentale della progettazione.

Come potrebbe apparire una CPU AMD ibrida

L’architettura ibrida ha probabilmente fatto Le migliori CPU Intele le sue CPU ibride sono progettate come ogni CPU ibrida precedente, con tutti i core della CPU che condividono lo stesso silicio (proprio come quante CPU spesso incorporano grafica integrata insieme ai core della CPU). Tuttavia, le possibilità con AMD sono molto diverse perché l'azienda utilizza anche chiplet oltre ai tradizionali design monolitici. Anche se sappiamo già molto sul primo chip ibrido di AMD, ci sono molte altre possibilità da considerare.

Per fortuna, non abbiamo bisogno di speculare sull'architettura qui perché AMD ha già core grandi (prestazioni) e core piccoli (efficienza). I core Zen normali come lo Zen 4 sarebbero i core più grandi, mentre i nuovissimi core della variante "c" ottimizzati per potenza ed efficienza dell'area, come lo Zen 4c, sarebbero i più piccoli. Sebbene Zen 4c debutti per la prima volta come CPU server ottimizzata per il cloud grazie alla sua capacità di mettere 128 core su una singola CPU, Mi chiedo se AMD abbia sempre avuto intenzione di utilizzarlo per l'architettura ibrida o se si tratti di un nuovo piano. Al contrario, La prima CPU server E-core di Intel deve ancora uscire.

Offrendo diversi core ottimizzati per prestazioni ed efficienza, le CPU con architettura ibrida sono in grado di eludere un enigma di progettazione fondamentale che esiste nelle CPU tradizionali.

Conosciamo già alcuni dettagli chiave dell'APU Phoenix 2 di AMD, che è il primo chip ibrido che la società lancerà. Sappiamo che è un'APU a sei core e possiamo ragionevolmente supporre che abbia due core Zen 4 e quattro core Zen 4c, e il risultato finale è che Phoenix 2 è significativamente più piccolo di Phoenix. Tuttavia, è anche significativamente ridotto rispetto alla normale APU Phoenix in altri posti; non ha funzionalità AI Ryzen e la sua grafica integrata è limitata a quattro core, ovvero un terzo dell'iGPU di Phoenix. Quindi, Zen 4c non è l'unica cosa che rende Phoenix 2 più piccolo.

Mentre Phoenix 2 è in fase di produzione e potrebbe anche essere presente nei laptop che puoi acquistare in questo momento, c'è un problema. Il quad-core Ryzen 3 7440U utilizzerà apparentemente entrambi i Phoenix E Phoenix 2, e poiché AMD ovviamente vuole che questo chip funzioni in modo coerente, ciò significa che il 7440U potrebbe non sfruttare appieno l'architettura ibrida di Phoenix 2. Il 7440U potrebbe anche utilizzare solo i core Zen 4c, ma non lo sappiamo ancora con certezza. Il Ryzen 5 7540U potrebbe anche utilizzare Phoenix 2 (anche se AMD ha confermato che ciò non accadrà ancora), ma non trarrà nemmeno il massimo vantaggio dal design ibrido.

Inoltre, non è chiaro quanto saranno vantaggiosi i core Zen 4c per i dispositivi mobili. Sebbene AMD abbia affermato che le sue CPU per data center Zen 4c sono più efficienti dei suoi normali processori Zen 4, la società non ha rivelato se Zen 4c è più efficiente alla stessa velocità di clock o se è più efficiente perché ha un clock inferiore. Se lo Zen 4 è efficiente quanto lo Zen 4c alla stessa frequenza, allora solo la sua densità rappresenta un vantaggio significativo. Detto questo, probabilmente sapremo nel prossimo futuro quanto sarà valido Phoenix 2 una volta che sarà finalmente lanciato sul serio.

Un problema che AMD sta riscontrando sui desktop è che può inserire solo due chiplet della CPU (chiamati anche a Muore del complesso centrale o un CCD) in una CPU mainstream, e questo ha lasciato Ryzen bloccato a 16 core dal 2019. Ottenere un numero di core più elevato richiede un design nuovo di zecca che sarebbe costoso e un grosso grattacapo; ovviamente, aumentare il numero di CCD sulla CPU non è possibile poiché le CPU Ryzen AM5 semplicemente non hanno spazio. Tuttavia, i CCD Zen 4c hanno 16 core anziché gli 8 dei CCD Zen 4, e l'utilizzo di uno di ciascuno consentirebbe ad AMD di raggiungere il traguardo dei 24 core senza problemi.

AMD potrebbe anche progettare un nuovo chiplet che contenga sia i core Zen che Zen c-variant, rendendolo abbastanza simile alle CPU ibride di Intel. Tuttavia, non credo che AMD lo farà farlo, principalmente perché non gli piace progettare nuovi chip a meno che non abbiano casi di utilizzo ampi, e questi chiplet ibridi verrebbero probabilmente utilizzati solo per Ryzen. Inoltre, per ragioni tecniche, ogni chiplet verrebbe probabilmente fornito con otto core Zen e otto core Zen di tipo C, quando idealmente avresti più core Zen di variante C rispetto a quelli normali. AMD potrebbe apportare alcune modifiche all'architettura per cambiare la situazione, ma ancora una volta AMD odia spendere soldi in modo frivolo.

Indipendentemente da ciò, se AMD scegliesse di portare i suoi core compatti di tipo C sui desktop, probabilmente ci troveremmo davanti a un numero di core molto, molto più alto di quanto abbiamo mai visto prima. I chiplet hanno reso possibile la prima CPU mainstream a 16 core con Ryzen 9 3950X di AMD, e l'architettura ibrida di Raptor Lake di Intel ci ha portato il primo processore a 24 core per il mainstream. Con chiplet e architettura ibrida combinati, potremmo facilmente vedere una CPU a 40 core se AMD combinasse un chiplet a 8 core che utilizza normali core Zen con un chiplet a 32 core che utilizza core c-variant.

Per AMD, l'architettura ibrida è naturale e forse addirittura necessaria

La proposta eliminazione della Legge di Moore potrebbe avere conseguenze profonde per AMD e come progetta le CPU. I chiplet rappresentano un modo per aggirare i costi crescenti dei processori di produzione e i miglioramenti in calo apportati da ogni nuovo processo. Il nodo del processo a 3 nm di TSMC, che AMD utilizzerà per Zen 5, è particolarmente scarso in quanto fornisce, nella migliore delle ipotesi, un minuscolo aumento della densità della cache oltre a un guadagno relativamente scarso nella densità analogica (che è ciò che rende i core più piccola). Per un’azienda innovativa come AMD, incorporare un’architettura ibrida sembra la via naturale da seguire.

Phoenix 2 sarà il primo chip ibrido di AMD, ma potrebbe essere solo l'inizio. AMD sta chiaramente iniziando in piccolo con un chip che non sarà utilizzato esclusivamente per i processori ibridi, ma in Nelle prossime generazioni, non dubito che AMD cercherà di sfruttare ogni vantaggio possibile dall'ibrido architettura. Ha funzionato davvero bene per Intel, quindi forse vedremo progetti ibridi potenziarne alcuni Le migliori CPU AMD in futuro.