AMD ražo hibrīda centrālo procesoru, un lūk, kā tas izskatīsies

Kad Intel 2021. gada beigās laida klajā savas 12. paaudzes Alder Lake mikroshēmas, tas paveica kaut ko patiešām unikālu, vienā komplektā izmantojot divus pilnīgi dažādus kodolus. Protams, Intel neizgudroja to, ko tā sauc par "hibrīda arhitektūru", jo Ārms būtībā darīja to pašu, ko tas sauc par lielo. MAZ jau gadiem. Tomēr galddatoriem tas bija liels darījums, jo tas ļāva Intel sasniegt augstu veiktspējas līmeni, vienlaikus patērējot mazāk enerģijas un platības, nekā tas būtu nehibrīdajam CPU. Tikmēr AMD ir turpinājis piedāvāt tikai vienu arhitektūru vienam CPU.

Bet tas tā nebūs mūžīgi, kā AMD jau ir apstiprinājis, ka ir pieejams pirmais hibrīdprocesors. Tas ir ne tikai liels darījums tehniskā nozīmē, bet arī nozīmē, ka AMD vienreiz ņem piezīmes no Intel (a atgādinājums, ka Intel savulaik izsmēja AMD mikroshēmu stratēģiju un tagad ražo pats savus mikroshēmas, kas tiek apzīmētas kā flīzes). Mēs precīzi nezinām, cik tālu AMD ies ar savu hibrīda arhitektūru, taču mums jau ir svarīga informācija par to, kas, iespējams, būs uzņēmuma pirmais hibrīda CPU.

Kā hibrīdā arhitektūra var padarīt Ryzen vēl labāku

Lai gan AMD ir daudz dažādu CPU produktu, es koncentrējos tikai uz Ryzen galddatoriem un klēpjdatoriem. raksts, galvenokārt tāpēc, ka hibrīda arhitektūra tradicionāli ir izmantota patēriņa lietām, nevis daudz (ja jebkas cits. Tomēr šeit minētie punkti lielā mērā attieksies uz citām lietām, piemēram, datu centra segmentu.

Viena no lietām, par ko cilvēki parasti brīnās, ir tas, kāpēc Intel savos procesoros iepako vājus E-kodolus, nevis izmanto pilnu P-kodolu. Galu galā P-kodoli ir daudz ātrāki nekā E-kodoli, tāpēc acīmredzot Intel griežas, vai ne? Faktiski daži no tiem ir ne tikai hibrīdie CPU, piemēram, Core i9-13900K labākie šodien pieejamie CPU, tie pat nebūtu iespējami bez E-kodiem, un tas ir saistīts ar divām lietām: jauda un platība.

Pirmkārt, lai gan P-kodoli ir daudz ātrāki nekā E-kodoli, tie arī patērē vairāk enerģijas. CPU, piemēram, 13900K, mazāka efektivitāte nozīmē mazāku veiktspēju, jo tas nesasniedz robežu, cik daudz jaudas CPU var patērēt, nepārkarstot. Papildus efektivitātei E-kodoli ir arī daudz mazāki nekā P-kodoli, un, izmantojot daudz E-kodolu, Intel var iepakot lielāku veiktspēju mazākā izmērā. Vairāk E-kodolu var ļaut vairāku vītņu programmām mērogot vairākus kodolus, vienlaikus izmantojot arī priekšrocības, ko rada vietas ietaupījums, izmantojot šos mazākos kodolus.

Piedāvājot dažādus veiktspējai un efektivitātei optimizētus kodolus, hibrīdās arhitektūras CPU spēj apiet fundamentālu dizaina mīklu, kas pastāv tradicionālie CPU. Lai uzlabotu viena vītnes veiktspēju, atsevišķi serdeņi ir jāpadara spēcīgāki, taču tas bieži izraisa neefektīvu enerģijas patēriņu un platības izmantošana. Tomēr labākai vairāku vītņu veiktspējai ir nepieciešams daudz kodolu, taču jaudas un apgabala neefektivitāte to apgrūtina. Piedāvājot labāko no abām pasaulēm, hibrīda arhitektūra apiet šo galveno dizaina dilemmu.

Kā varētu izskatīties hibrīds AMD centrālais procesors

Hibrīda arhitektūra neapšaubāmi ir izveidota Intel labākie CPU, un tā hibrīdie CPU ir veidoti tāpat kā visi hibrīdie CPU pirms tam, un visiem CPU kodoliem ir viens un tas pats silīcijs (līdzīgi kā daudzos CPU bieži ir integrēta grafika līdzās CPU kodoliem). Tomēr AMD iespējas ir daudz atšķirīgas, jo uzņēmums papildus tradicionālajiem, monolītajiem dizainiem izmanto arī mikroshēmas. Lai gan mēs jau zinām daudz par AMD pirmo hibrīda mikroshēmu, ir vēl daudz iespēju, kas jāņem vērā.

Par laimi, mums šeit nav jādomā par arhitektūru, jo AMD jau ir lieli (veiktspējas) kodoli un mazi (efektivitātes) kodoli. Parastie Zen kodoli, piemēram, Zen 4, būtu lielie kodoli, savukārt pavisam jauni jaudas un platības efektivitātes optimizētie “c” varianta kodoli, piemēram, Zen 4c, būtu mazākie. Lai gan Zen 4c pirmo reizi debitē kā mākoņa optimizēta servera centrālais procesors, pateicoties tā spējai ievietot 128 kodoli vienā CPUEs domāju, vai AMD vienmēr plānoja to izmantot hibrīda arhitektūrai, vai arī tas ir jauns plāns. Turpretī, Intel pirmais E-core servera centrālais procesors vēl nav iznācis.

Piedāvājot dažādus veiktspējai un efektivitātei optimizētus kodolus, hibrīdās arhitektūras CPU spēj apiet fundamentālu dizaina mīklu, kas pastāv tradicionālajos CPU.

Mēs jau zinām dažas galvenās detaļas par AMD Phoenix 2 APU, kas ir pirmā hibrīda mikroshēma, ko uzņēmums laidīs klajā. Mēs zinām, ka tas ir sešu kodolu APU, un mēs varam pamatoti pieņemt, ka tam ir divi Zen 4 kodoli un četri Zen 4c kodoli, un gala rezultāts ir tāds, ka Phoenix 2 ir ievērojami mazāks nekā Phoenix. Tomēr tas ir arī ievērojami samazināts salīdzinājumā ar parasto Phoenix APU citās vietās; tam nav Ryzen AI iespēju, un tā integrētā grafika ir ierobežota līdz četriem kodoliem, kas ir trešdaļa no Phoenix iGPU. Tātad Zen 4c nav vienīgais, kas padara Phoenix 2 mazāku.

Kamēr Phoenix 2 tiek ražots un, iespējams, ir pat klēpjdatoros, kurus varat iegādāties tieši tagad, ir kāds āķis. Četrkodolu Ryzen 3 7440U šķietami izmantos abus Phoenix un Phoenix 2 mikroshēmas, un tā kā AMD acīmredzami vēlas, lai šī mikroshēma darbotos vienmērīgi, tas nozīmē, ka 7440U var neizmantot visas Phoenix 2 hibrīda arhitektūras priekšrocības. 7440U pat varētu izmantot tikai Zen 4c kodolus, taču mēs to vēl nezinām. Ryzen 5 7540U varētu izmantot arī Phoenix 2 (lai gan AMD apstiprināja, ka tas vēl nenotiek), taču tas arī pilnībā neizmantos hibrīda dizaina priekšrocības.

Turklāt nav skaidrs, cik izdevīgi Zen 4c kodoli būs mobilajām ierīcēm. Lai gan AMD ir paziņojis, ka tā Zen 4c datu centra CPU ir efektīvāki nekā parastie Zen 4 procesori, uzņēmums neatklāja, vai Zen 4c ir efektīvāks ar tādu pašu pulksteņa ātrumu vai arī tas ir efektīvāks, jo tam ir pulkstenis zemāks. Ja Zen 4 ir tikpat efektīvs kā Zen 4c ar tādu pašu frekvenci, tad tikai tā blīvums ir būtiska priekšrocība. To sakot, mēs, iespējams, tuvākajā nākotnē uzzināsim, cik labs ir Phoenix 2, kad tas beidzot tiks palaists nopietni.

Viena problēma, ar ko AMD saskaras galddatoros, ir tā, ka tā var ievietot tikai divus CPU mikroshēmas (sauktas arī par Core Complex Die vai CCD) galvenajā CPU, un tāpēc Ryzen kopš 2019. gada ir iestrēdzis pie 16 kodoliem. Lai iegūtu lielāku kodolu skaitu, ir nepieciešams pavisam jauns dizains, kas būtu dārgs un sagādātu lielas galvassāpes; Acīmredzot nav iespējams palielināt CCD skaitu CPU, jo AM5 Ryzen CPU vienkārši nav vietas. Tomēr Zen 4c CCD ir 16 kodoli, nevis 8 uz Zen 4 CCD, un, izmantojot vienu no katra, AMD bez problēmām varētu sasniegt 24 kodolu atzīmi.

AMD varētu arī izstrādāt jaunu mikroshēmu, kurā ir gan Zen, gan Zen c varianta kodoli, padarot to diezgan līdzīgu Intel hibrīdajiem CPU. Tomēr es nedomāju, ka AMD to darīs dariet to galvenokārt tāpēc, ka tai nepatīk izstrādāt jaunas mikroshēmas, ja vien tām nav plaši izmantotas iespējas, un šīs hibrīdās mikroshēmas, iespējams, tiks izmantotas tikai Ryzen. Turklāt tehnisku iemeslu dēļ katrā mikroshēmā, visticamāk, būtu astoņi Zen kodoli un astoņi Zen c tipa kodoli, ja ideālā gadījumā jums būtu vairāk Zen c varianta kodolu nekā parastajiem. AMD varētu veikt dažas arhitektūras modifikācijas, lai to mainītu, taču atkal AMD ienīst vieglprātīgu naudas tērēšanu.

Neatkarīgi no tā, ja AMD izvēlas savus kompaktos c-tipa kodolus ievietot darbvirsmā, iespējams, mums ir daudz, daudz lielāks kodolu skaits, nekā jebkad agrāk. Chiplets padarīja iespējamu pirmo parasto 16 kodolu centrālo procesoru ar AMD Ryzen 9 3950X, un Intel Raptor Lake hibrīda arhitektūra nodrošināja mums pirmo 24 kodolu procesoru galvenajai plūsmai. Apvienojot mikroshēmas un hibrīda arhitektūru, mēs varētu viegli redzēt 40 kodolu centrālo procesoru, ja AMD apvieno 8 kodolu mikroshēmu, izmantojot parastos Zen kodolus, ar 32 kodolu mikroshēmu, izmantojot c varianta kodolus.

AMD hibrīda arhitektūra ir dabiska un, iespējams, pat nepieciešama

Ierosinātajai Mūra likuma nāvei var būt dziļas sekas AMD un kā tas izstrādā CPU. Mikroshēmas ir veids, kā apiet pieaugošās ražošanas procesoru izmaksas, kā arī sarūkošos uzlabojumus, ko rada katrs jauns process. TSMC 3nm procesa mezgls, ko AMD izmantos Zen 5, ir īpaši slikts, jo labākajā gadījumā nodrošina nelielu kešatmiņas blīvuma palielināšanās papildus salīdzinoši sliktajam analogā blīvuma pieaugumam (kas padara kodolus mazāks). Novatoriskam uzņēmumam, piemēram, AMD, hibrīda arhitektūras iekļaušana šķiet dabisks ceļš uz priekšu.

Phoenix 2 būs AMD pirmā hibrīda mikroshēma, taču tas varētu būt tikai sākums. AMD šeit acīmredzami sāk darboties ar mazu mikroshēmu, kas netiks izmantota tikai hibrīdprocesoriem, bet gan nākamajām paaudzēm, es nešaubos, ka AMD mēģinās izspiest visas priekšrocības, ko vien var no hibrīda arhitektūra. Intel tas darbojās ļoti labi, tāpēc varbūt mēs redzēsim, ka hibrīdie dizaini kādu no tiem sniegs AMD labākie CPU nākotnē.