Perché Intel e AMD non producono chip come M2 Max e M2 Ultra

Apple ha ovviamente abbandonato Intel per realizzare i propri processori per i prodotti Mac. I suoi chip M2 basati su ARM racchiudono potenti core CPU e GPU in un unico pacchetto, offrendo un'ottima combinazione di prestazioni di fascia media e alta per l'intero portafoglio Mac. Ciò ha avvantaggiato soprattutto prodotti come MacBook e Mac Mini, che non hanno spazio per un dispositivo potente scheda grafica ma può ospitare i chip M1 e M2 di fascia alta (come l'M2 Max) con una potente grafica integrata va bene. M2 Pro, M2 Max e M2 Ultra sono davvero sorprendenti.

Allora perché Intel e AMD non fanno la stessa cosa e non realizzano i propri grandi chip con molti core CPU e GPU? Dopotutto, entrambi offrono una buona tecnologia CPU e GPU e fanno cose per PC da tanto tempo come Apple (e la progettazione del processore per molto più tempo) e hanno un controllo molto maggiore sul processore più ampio mercato. Ma alla fine Intel e AMD hanno diverse buone ragioni per non copiare le varianti più grandi dell'M2 di Apple.

Intel e AMD hanno la capacità tecnologica per realizzare un chip simile a M2

Ma prima chiariamo una cosa: Intel e AMD possono realizzare un chip come M2 Max o anche M2 Ultra se lo desiderano. Sebbene M2 Pro, Max e Ultra siano abbastanza diversi da quelli a cui siamo abituati sui PC, tutto ciò che Apple ha fatto è stato creare un grande chip che includa sia core CPU che GPU. Intel e AMD producono da anni CPU con grafica integrata, e l'unica differenza sostanziale tra le Core i9-13900K o Ryzen 9 7950X e la serie Apple M2 è che i chip M2 più grandi racchiudono un chip molto più grande e potente GPU.

Inoltre, non è che Intel e AMD non abbiano già realizzato chip simili ai processori M2 più grandi, anche prima che uscisse l'M1. La serie Kaby Lake G di Intel combinava una CPU quad-core Kaby Lake con una GPU Vega di fascia media di AMD, e sebbene Kaby Lake G fu un fallimento commerciale e non funzionò molto bene, alla fine offrì quella che all'epoca era una potente CPU e GPU combinato.

Uno dei prodotti principali di AMD ovviamente è la sua APU, che in realtà è solo un termine di marketing per descrivere le CPU AMD con grafica integrata destinate ai giochi. La linea di APU di maggior successo di AMD è quella destinata alle console, da quando Xbox One e PS4 sono uscite dieci anni fa. Le ultime APU per console della Serie X e PS5 combinano una CPU Zen 2 a 8 core con una GPU RDNA2 di fascia media, mettendolo su un livello simile almeno a M1 Pro e M2 Pro, e forse anche ad alcuni dei chip di fascia alta pure.

L'M2 presenta alcuni aspetti negativi che Intel e AMD non apprezzerebbero

Sebbene la serie M2 di Apple sia davvero interessante e fantastica per Apple, non è affatto il processore perfetto e presenta alcuni inconvenienti significativi rispetto ai chip di Intel e AMD. Questi inconvenienti hanno principalmente a che fare con la memoria, il numero di core e la produzione, che hanno un grande impatto sia sulle prestazioni che sul prezzo.

La cosa più strana dei processori M di Apple (almeno secondo me) è la memoria. Normalmente, le CPU e la grafica integrata leggera non richiedono molta larghezza di banda, quindi Intel e AMD tendono ad accoppiare i loro chip tradizionali con piccoli bus di memoria da 128 bit. Tuttavia, le GPU richiedono molta larghezza di banda della memoria, motivo per cui le GPU discrete sono accoppiate con GDDR VRAM e hanno più bus di memoria, di solito 128 bit è il minimo indispensabile e riservato solo a quelli molto piccoli GPU.

Tuttavia, Apple mette una grafica integrata molto potente sui suoi chip M, e questo richiede molta più larghezza di banda di memoria del solito. Mentre M2 è normale e ha bus di larghezza 128 bit, M2 Pro e M2 Max hanno bus di larghezza 256 bit e 512 bit bus, e poiché l'M2 Ultra è composto da due M2 Max combinati, ciò significa che l'Ultra ha un'enorme larghezza di 1024 bit autobus. Questi bus occupano molto spazio e rappresentano circa il 13% delle dimensioni di M2 Max e Ultra, ovvero una tonnellata di spazio da dedicare solo ai bus di memoria.

Tutta quell'area riservata ai bus di memoria ha un effetto domino. C'è meno spazio per più core CPU e GPU, il che lascia M2 Pro e M2 Max un po' insignificanti quando si tratta di prestazioni per mm2. Ad esempio, il M2 Ultra nel Mac Studio è ben dietro sia al Core i9-13900K che al Ryzen 9 7950X (che sono due delle migliori CPU) in benchmark come Cinebench, soprattutto nelle prestazioni multi-thread. Si tratta di CPU molto, molto più piccole grazie al fatto che non sono ostacolate da un enorme sistema di memoria richiesto da una grande GPU integrata.

Cercare di combinare una grande CPU, una grande GPU e un grande sistema di memoria in un unico chip ha conseguenze sulla produzione. Con una dimensione stimata del die di 550 mm2 (assumendo che il confronto fianco a fianco di Apple sopra sia in scala poiché non reale sembrano esistere misurazioni), l'M2 Max è super grande e l'M2 Ultra è il più grande chip consumer mai realizzato su Over 1.000 mm2. Il costo per produrre queste cose sul nodo a 5 nm di TSMC deve essere astronomico.

Non è proprio nello stile di Intel o AMD offrire silicio altamente specializzato per il mainstream

Ma a parte tutti i problemi hardware introdotti dai chip come le versioni grandi di M2, c'è anche una differenza fondamentale nei modelli di business. Apple è molto diversa da Intel e AMD: produce i suoi processori per sé e i propri prodotti speciali. Intel e AMD nel frattempo stanno realizzando chip che alimentano quasi tutti i PC che non siano un Mac nel complesso mondo, e perseguire un mercato così ampio significa che la specializzazione è uno svantaggio piuttosto che un problema vantaggio. Ciò crea una serie di incentivi molto diversi per ciascuna azienda quando si tratta di progettare hardware.

Se Intel e AMD provassero a realizzare da soli un grande processore simile a M2, un grosso problema sarebbero le schede madri. La cosa bella delle CPU x86 tradizionali e mainstream è che tendono ad essere piuttosto piccole e non richiedono nulla di straordinario. Ma per servire un chip simile a M2 Max/Ultra, Intel e AMD dovrebbero lanciare nuove schede madri con socket enormi, tonnellate di Stadi VRM e probabilmente otto slot di memoria che dovresti popolare completamente con moduli veloci per ottenere una buona GPU prestazione. Ovviamente è molto costoso e molto ingombrante.

Apple può farla franca con tutto ciò perché M2 è creato appositamente per il tipo di computer che Apple vuole realizzare e per ciò che i suoi clienti vogliono acquistare. Intel e AMD non possono farlo perché ci piace avere un'ampia varietà di CPU che possiamo inserire in PC personalizzati ma in definitiva simili, dove è semplicemente plug and play quando si tratta di RAM, spazio di archiviazione e GPU. Immagina di dover aggiornare il tuo processore da 1.000 mm2 se desideri solo essere più veloce grafica; se pensassi che RTX4090 fosse costoso, probabilmente saresti andato in bancarotta con un singolo aggiornamento.

Ma funziona in entrambi i modi e l’M2 presenta alcuni vantaggi distinti. Ad esempio, mentre le CPU e le GPU di Apple sono piuttosto deboli rispetto ai prodotti di fascia alta prodotti da Intel, AMD e Nvidia, lo stack di prodotti M2 dall'alto verso il basso ha prestazioni di codifica di fascia alta. Apple può giustificare l’aggiunta di questi codificatori ai suoi chip perché molte persone utilizzano già i dispositivi Apple per modificare i video. Ma poiché le CPU Intel e AMD sono essenzialmente chip adatti a tutti per un'ampia varietà di casi d'uso, tali codificatori di fascia alta non avrebbero senso, soprattutto quando le GPU di fascia alta possono colmare il vuoto.

Sia l'hardware che i diversi modelli di business sono inseparabili l'uno dall'altro quando si tratta di progettazione del processore per queste tre società. Se fosse solo questione di hardware, tecnologia e specifiche, probabilmente vedremmo anche Intel e AMD provare a realizzare un processore come la gamma M2. Ma Apple è un’azienda di progettazione di computer che produce i propri processori, mentre Intel e AMD sono aziende di progettazione di processori che vendono i propri processori ad altre società.

Ci sono alcuni casi in cui i chip di tipo M2 di Intel e AMD potrebbero prosperare

Anche se è molto improbabile che il PC tradizionale sia uno spazio in cui Intel e AMD possano introdurre un grande processore con molti core CPU e GPU, penso che un chip del genere potrebbe avere successo in altre aree. Una delle innovazioni più recenti di Intel e AMD sono i chiplet (o "tile" come li chiama Intel), che renderebbero più semplice costruire un processore come l'M2 da Intel e AMD potrebbe semplicemente prendere chiplet generalizzati da soli e combinarli in modo tale da creare questo grande processore specializzato (che sarebbe anche più economico da realizzare con chiplet).

Le console sono un luogo ovvio in cui questo tipo di chip ha funzionato per x86, ma i NUC o i desktop OEM o persino i laptop potrebbero essere più adatti per un processore simile a M2. Dopotutto, questi dispositivi sono già abbastanza bloccati e personalizzati, quindi i vantaggi l'utilizzo di hardware progettato per essere compatibile con molti altri componenti non è così grande Affare. Non penso che ci sia la richiesta di rendere tutto questo una realtà, ma potrei sbagliarmi e, onestamente, lo spero perché mi piacerebbe avere quella che è fondamentalmente una versione di gioco del Mac Mini o MacStudio.