AMD kuria hibridinį procesorių ir štai kaip jis atrodys

Kai 2021 m. pabaigoje „Intel“ išleido savo 12-osios kartos „Alder Lake“ lustus, ji padarė kažką tikrai unikalaus, naudodama dviejų visiškai skirtingų rūšių branduolius tame pačiame pakete. Žinoma, „Intel“ neišrado to, ką ji vadina „hibridine architektūra“, nes „Arm“ iš esmės darė tą patį dalyką, kurį vadina dideliu. Mažai metų. Tačiau darbalaukyje tai buvo didelis dalykas, nes tai leido „Intel“ pasiekti didelį našumą ir naudojant mažiau energijos ir ploto, nei turėtų ne hibridinis procesorius. Tuo tarpu AMD ir toliau siūlo tik vieną architektūrą vienam procesoriui.

Bet tai nebus amžinai, kaip AMD jau patvirtino, kad yra pirmasis hibridinis procesorius. Tai ne tik didelis dalykas technine prasme, bet ir reiškia, kad AMD vieną kartą užsirašo pastabas iš „Intel“ (a priminimas, kad „Intel“ kažkada pasityčiojo iš AMD mikroschemų strategijos ir dabar kuria savo mikroschemas, kurios yra pažymėtos kaip plytelės). Mes tiksliai nežinome, kiek AMD nueis su savo hibridine architektūra, tačiau jau turime svarbios informacijos apie tai, kas greičiausiai bus pirmasis bendrovės hibridinis procesorius.

Kaip hibridinė architektūra gali padaryti „Ryzen“ dar geresnį

Nors AMD turi daug skirtingų procesoriaus produktų, aš daugiausia dėmesio skiriu staliniams ir nešiojamiesiems kompiuteriams skirtam Ryzen Straipsnis daugiausia dėl to, kad hibridinė architektūra tradiciškai buvo naudojama vartotojų reikmėms, o ne daug (jei dar kas nors. Tačiau čia išdėstyti punktai daugiausia bus taikomi kitiems dalykams, pavyzdžiui, duomenų centro segmentui.

Vienas iš dalykų, apie kuriuos dažnai stebiuosi, yra tai, kodėl „Intel“ savo procesoriuose turi silpnus E branduolius, o ne visą P branduolį. Galų gale, P branduoliai yra daug greitesni nei E branduoliai, taigi, akivaizdu, kad „Intel“ kerta kampus, tiesa? Tiesą sakant, hibridiniai procesoriai, tokie kaip Core i9-13900K, yra ne tik kai kurie didžiausi šiandien prieinami CPU, jie net neįmanomi be E-cores, ir tai priklauso nuo dviejų dalykų: galia ir plotas.

Pirma, nors P branduoliai yra daug greitesni nei E branduoliai, jie taip pat sunaudoja daugiau energijos. Tokiems procesoriams kaip 13900K mažesnis efektyvumas reiškia mažesnį našumą, nes jis viršija ribą, kiek galios CPU gali sunaudoti per daug neįkaitęs. Be efektyvumo, E branduoliai taip pat yra daug mažesni nei P branduoliai, o naudojant daug E branduolių, „Intel“ gali supakuoti daugiau našumo į mažesnį dydį. Daugiau E-branduolių gali leisti kelių gijų programas išplėsti per kelis branduolius, o kartu sutaupyti vietos naudojant šiuos mažesnius branduolius.

Siūlydami skirtingus branduolius, optimizuotus našumui ir efektyvumui užtikrinti, hibridinės architektūros procesoriai gali apeiti esminę dizaino mįslę, kuri egzistuoja tradiciniai procesoriai. Norint padidinti vienos sriegio našumą, reikia atskirus branduolius padaryti stipresnius, tačiau tai dažnai lemia neefektyvų energijos suvartojimą ir ploto naudojimas. Tačiau norint pasiekti geresnį kelių sriegių veikimą, reikia daug branduolių, tačiau dėl galios ir ploto neefektyvumo tai sunkiau pasiekti. Siūlydami geriausius iš abiejų pasaulių, hibridinė architektūra apeina šią esminę dizaino dilemą.

Kaip gali atrodyti hibridinis AMD procesorius

Neabejotinai sukurta hibridinė architektūra Geriausi „Intel“ procesoriai, o jo hibridiniai procesoriai yra sukurti kaip visi prieš tai buvę hibridiniai procesoriai, o visi procesoriaus branduoliai turi tą patį silicį (panašiai kaip daugelyje procesorių kartu su procesoriaus branduoliais yra integruota grafika). Tačiau AMD galimybės yra labai skirtingos, nes įmonė be tradicinių, monolitinių konstrukcijų naudoja ir mikroschemas. Nors mes jau daug žinome apie pirmąjį AMD hibridinį lustą, yra daug daugiau galimybių apsvarstyti.

Laimei, mums nereikia čia spėlioti apie architektūrą, nes AMD jau turi didelius (našumo) branduolius ir mažus (našumo) branduolius. Įprasti „Zen“ branduoliai, tokie kaip „Zen 4“, būtų dideli, o visiškai nauji, optimizuoti „c“ varianto branduoliai ir ploto efektyvumas, pvz., „Zen 4c“, būtų mažieji. Nors Zen 4c pirmą kartą debiutuoja kaip debesyje optimizuotas serverio procesorius dėl savo gebėjimo įdėti 128 branduoliai viename procesoriujeĮdomu, ar AMD visada ketino ją naudoti hibridinei architektūrai, ar tai naujas planas. Priešingai, Pirmasis „Intel“ E-core serverio procesorius dar nepasirodė.

Siūlydami skirtingus našumui ir efektyvumui optimizuotus branduolius, hibridinės architektūros procesoriai gali apeiti esminę dizaino mįslę, kuri egzistuoja tradiciniuose procesoriuose.

Jau žinome kai kurias pagrindines AMD Phoenix 2 APU detales, kuris yra pirmasis hibridinis lustas, kurį bendrovė pristatys. Žinome, kad tai šešių branduolių APU, ir galime pagrįstai manyti, kad jame yra du „Zen 4“ branduoliai ir keturi „Zen 4c“ branduoliai, o galutinis rezultatas yra toks, kad „Phoenix 2“ yra žymiai mažesnis nei „Phoenix“. Tačiau jis taip pat gerokai sumažintas, palyginti su įprastu Phoenix APU kitose vietose; jis neturi „Ryzen AI“ galimybių, o jo integruota grafika apsiriboja keturiais branduoliais, o tai yra trečdalis „Phoenix“ iGPU. Taigi, „Zen 4c“ nėra vienintelis dalykas, dėl kurio „Phoenix 2“ yra mažesnis.

Nors „Phoenix 2“ gaminamas ir gali būti net nešiojamuosiuose kompiuteriuose, kuriuos galite įsigyti dabar, yra vienas dalykas. Atrodo, kad keturių branduolių „Ryzen 3 7440U“ naudos abu „Phoenix“. ir Phoenix 2 lustai, o kadangi AMD akivaizdžiai nori, kad šis lustas veiktų nuosekliai, tai reiškia, kad 7440U gali neišnaudoti visų Phoenix 2 hibridinės architektūros privalumų. 7440U netgi gali naudoti tik Zen 4c branduolius, bet mes to dar tiksliai nežinome. „Ryzen 5 7540U“ taip pat galėtų naudoti „Phoenix 2“ (nors AMD patvirtino, kad to dar neįvyksta), tačiau jis taip pat neišnaudos visų hibridinio dizaino privalumų.

Be to, neaišku, kiek „Zen 4c“ branduoliai bus naudingi mobiliesiems. Nors AMD teigė, kad jos Zen 4c duomenų centro procesoriai yra efektyvesni nei įprasti Zen 4 procesoriai, bendrovė neatskleidė, ar „Zen 4c“ yra efektyvesnis tuo pačiu laikrodžio greičiu, ar jis efektyvesnis, nes veikia žemesnė. Jei Zen 4 yra toks pat efektyvus kaip Zen 4c tuo pačiu dažniu, tada tik jo tankis yra reikšmingas pranašumas. Tai pasakius, artimiausiu metu tikriausiai sužinosime, koks geras yra „Phoenix 2“, kai jis pagaliau bus rimtai paleistas.

Viena iš problemų, su kuriomis susiduria AMD staliniuose kompiuteriuose, yra ta, kad ji gali įdėti tik dvi procesoriaus mikroschemas (taip pat vadinamas Core Complex Die arba CCD) pagrindiniame procesoriuje, todėl „Ryzen“ įstrigo ties 16 branduolių nuo 2019 m. Norint gauti didesnį branduolių skaičių, reikia visiškai naujo dizaino, kuris būtų brangus ir skaudintų galvą; Akivaizdu, kad procesoriaus CCD skaičiaus padidinti neįmanoma, nes AM5 Ryzen procesoriuose tiesiog nėra vietos. Tačiau „Zen 4c“ CCD turi 16 branduolių, o ne 8 „Zen 4“ CCD, o naudojant vieną iš jų, AMD be problemų pasiektų 24 branduolių ribą.

AMD taip pat galėtų sukurti naują mikroschemą, kurioje būtų ir Zen, ir Zen c varianto branduoliai, todėl jis būtų gana panašus į hibridinius Intel procesorius. Tačiau nemanau, kad AMD tai padarys darykite tai visų pirma todėl, kad nemėgsta kurti naujų lustų, nebent jie būtų plačiai naudojami, o šie hibridiniai lustai tikriausiai būtų naudojami tik Ryzen. Be to, dėl techninių priežasčių kiekviena mikroschema greičiausiai būtų su aštuoniomis Zen branduoliais ir aštuoniomis Zen c tipo šerdimis, kai idealiu atveju turėtumėte daugiau Zen c varianto branduolių nei įprastų. AMD galėtų atlikti tam tikrus architektūrinius pakeitimus, kad tai pakeistų, bet vėlgi, AMD nekenčia lengvabūdiškai leisti pinigus.

Nepaisant to, jei AMD nusprendžia savo kompaktiškus c tipo branduolius įtraukti į darbalaukį, tikriausiai mūsų laukia daug, daug didesnis branduolių skaičius, nei matėme anksčiau. „Chiplets“ leido sukurti pirmąjį pagrindinį 16 branduolių procesorių su AMD Ryzen 9 3950X, o hibridinė „Intel Raptor Lake“ architektūra atnešė mums pirmąjį 24 branduolių procesorių pagrindiniam srautui. Sujungę mikroschemas ir hibridinę architektūrą, galėtume lengvai pamatyti 40 branduolių procesorių, jei AMD sujungs 8 branduolių mikroschemą, naudojančią įprastus Zen branduolius su 32 branduolių mikroschema, naudojanti c varianto branduolius.

AMD hibridinė architektūra yra natūrali ir galbūt net būtina

Siūloma Moore'o įstatymo mirtis gali turėti gilių pasekmių AMD ir kaip ji kuria procesorius. Mikroschemos yra būdas išvengti didėjančių procesorių gamybos sąnaudų ir mažėjančių patobulinimų, kuriuos suteikia kiekvienas naujas procesas. TSMC 3 nm proceso mazgas, kurį AMD naudos Zen 5, yra ypač prastas, nes geriausiu atveju suteikia mažą talpyklos tankio padidėjimas be santykinai prasto analoginio tankio padidėjimo (dėl to branduoliai mažesnis). Tokiai novatoriškai įmonei kaip AMD hibridinės architektūros įtraukimas atrodo natūralus kelias į priekį.

„Phoenix 2“ bus pirmasis AMD hibridinis lustas, tačiau tai gali būti tik pradžia. Akivaizdu, kad AMD čia pradeda nuo mažo lusto, kuris bus naudojamas ne tik hibridiniams procesoriams, bet ir viduje ateinančioms kartoms, neabejoju, kad AMD bandys iš hibrido išspausti visus galimus pranašumus architektūra. „Intel“ tai tikrai puikiai pasiteisino, todėl galbūt pamatysime, kad hibridiniai dizainai iš dalies paveiks Geriausi AMD procesoriai ateityje.