AMD maakt een hybride CPU, en hier is hoe deze eruit zal zien

Toen Intel eind 2021 zijn 12e generatie Alder Lake-chips lanceerde, deed het iets heel unieks door twee totaal verschillende soorten kernen in hetzelfde pakket te gebruiken. Natuurlijk heeft Intel niet uitgevonden wat het 'hybride architectuur' noemt, aangezien Arm in essentie hetzelfde deed onder wat het 'groot' noemt. KLEIN al jaren. Op de desktop was dit echter een groot probleem, omdat het Intel in staat stelde hoge prestaties te leveren terwijl het minder stroom en ruimte gebruikte dan een niet-hybride CPU zou hebben. AMD is ondertussen slechts één architectuur per CPU blijven aanbieden.

Maar dat zal niet voor altijd het geval zijn, zoals AMD heeft al bijna bevestigd dat zijn eerste hybride processor in aantocht is. Dit is niet alleen in technische zin een groot probleem, maar het betekent ook dat AMD voor een keer aantekeningen maakt van Intel (a herinnering dat Intel ooit de spot dreef met de chipletstrategie van AMD en nu zijn eigen chiplets maakt, die de merknaam dragen tegels). We weten niet precies hoe ver AMD zal gaan met zijn hybride architectuur, maar we hebben al cruciale details over wat waarschijnlijk de eerste hybride CPU van het bedrijf zal zijn.

Hoe hybride architectuur Ryzen nog beter kan maken

Hoewel AMD veel verschillende CPU-producten heeft, concentreer ik me hierin alleen op Ryzen voor desktops en laptops artikel, vooral omdat hybride architectuur van oudsher wordt gebruikt voor consumentenzaken en niet veel (als nog iets anders. De punten die ik hier naar voren breng, zullen echter grotendeels van toepassing zijn op andere zaken, zoals het datacentersegment.

Een van de dingen die mensen zich vaak afvragen, is waarom Intel zijn CPU's met zwakke E-cores verpakt in plaats van voor een volledige P-core te gaan. P-cores zijn tenslotte veel sneller dan E-cores, dus het is duidelijk dat Intel de bochten bezuinigt, toch? In feite zijn niet alleen hybride CPU's zoals de Core i9-13900K enkele van de beste CPU's die vandaag beschikbaar zijn, zouden ze niet eens mogelijk zijn zonder E-cores, en het komt op twee dingen neer: kracht en oppervlakte.

Ten eerste verbruiken P-cores, hoewel ze veel sneller zijn dan E-cores, ook meer stroom. Voor CPU's zoals de 13900K betekent minder efficiëntie minder prestaties, omdat dit tegen de limiet aangaat van hoeveel stroom een ​​CPU haalbaar kan verbruiken zonder te warm te worden. Naast efficiëntie zijn E-cores ook veel kleiner dan P-cores, en door veel E-cores te gebruiken kan Intel meer prestaties in een kleiner formaat stoppen. Met meer E-cores kunnen multi-threaded programma's over meerdere cores worden geschaald, terwijl ook de voordelen van de ruimtebesparing door het gebruik van deze kleinere cores worden benut.

Door verschillende cores aan te bieden die zijn geoptimaliseerd voor prestaties en efficiëntie, kunnen CPU's met hybride architectuur een fundamenteel ontwerpraadsel omzeilen dat bestaat in traditionele CPU's. Om de single-threaded prestaties te verbeteren, moet je de kernen afzonderlijk steviger maken, maar dit resulteert vaak in een inefficiënt stroomverbruik en gebiedsgebruik. Voor betere multi-threaded prestaties heb je echter veel cores nodig, maar door kracht en inefficiëntie in het gebied is dat moeilijker te bereiken. Door het beste van twee werelden te bieden, omzeilt hybride architectuur dit kernontwerpdilemma.

Hoe een hybride AMD CPU eruit zou kunnen zien

Hybride architectuur heeft aantoonbaar gemaakt Intel's beste CPU's, en de hybride CPU's zijn ontworpen zoals elke hybride CPU ervoor, waarbij alle CPU-kernen hetzelfde silicium delen (net zoals hoeveel CPU's vaak naast CPU-kernen geïntegreerde grafische afbeeldingen bevatten). De mogelijkheden bij AMD zijn echter heel anders omdat het bedrijf naast traditionele, monolithische ontwerpen ook chiplets gebruikt. Hoewel we al veel weten over AMD's eerste hybride chip, zijn er nog veel meer mogelijkheden om te overwegen.

Gelukkig hoeven we hier niet over architectuur te speculeren, omdat AMD al grote (prestatie) cores en kleine (efficiëntie) cores heeft. Normale Zen-kernen zoals de Zen 4 zouden de grote kernen zijn, terwijl de gloednieuwe, voor kracht en oppervlakte-efficiëntie geoptimaliseerde 'c'-variantkernen, zoals de Zen 4c, de kleintjes zouden zijn. Hoewel de Zen 4c voor het eerst debuteert als een voor de cloud geoptimaliseerde server-CPU dankzij zijn vermogen om 128 cores op één enkele CPUIk vraag me wel af of AMD altijd van plan was het voor hybride architectuur te gebruiken of dat dit een nieuw plan is. Daarentegen, Intel's eerste E-core server-CPU moet nog uitkomen.

Door verschillende cores aan te bieden die zijn geoptimaliseerd voor prestaties en efficiëntie, kunnen CPU's met hybride architectuur een fundamenteel ontwerpraadsel omzeilen dat bij traditionele CPU's bestaat.

We kennen al enkele belangrijke details van AMD's Phoenix 2 APU, de eerste hybride chip die het bedrijf zal lanceren. We weten dat het een zes-core APU is, en we kunnen redelijkerwijs aannemen dat deze twee Zen 4-kernen en vier Zen 4c-kernen heeft, en het eindresultaat is dat Phoenix 2 aanzienlijk kleiner is dan Phoenix. Het is echter ook aanzienlijk verminderd vergeleken met de reguliere Phoenix APU op andere plaatsen; het heeft geen Ryzen AI-mogelijkheden en de geïntegreerde grafische kaart is beperkt tot vier cores, wat een derde is van de iGPU in Phoenix. De Zen 4c is dus niet het enige dat Phoenix 2 kleiner maakt.

Terwijl Phoenix 2 wordt geproduceerd en mogelijk zelfs in laptops zit die je nu kunt kopen, zit er een addertje onder het gras. De quad-core Ryzen 3 7440U zal schijnbaar beide Phoenix gebruiken En Phoenix 2-chips, en aangezien AMD uiteraard wil dat deze chip consistent presteert, betekent dit dat de 7440U mogelijk niet volledig profiteert van de hybride architectuur in Phoenix 2. Mogelijk gebruikt de 7440U zelfs alleen de Zen 4c-kernen, maar dat weten we nog niet zeker. De Ryzen 5 7540U zou ook Phoenix 2 kunnen gebruiken (hoewel AMD heeft bevestigd dat dit nog niet gebeurt), maar hij zal ook niet volledig profiteren van het hybride ontwerp.

Bovendien is het onduidelijk hoe nuttig Zen 4c-cores zullen zijn voor mobiel. Hoewel AMD heeft gezegd dat zijn Zen 4c-datacenter-CPU's efficiënter zijn dan zijn reguliere Zen 4-processors, zegt het bedrijf heeft niet bekendgemaakt of de Zen 4c efficiënter is bij dezelfde kloksnelheid of dat hij efficiënter is omdat hij geklokt is lager. Als Zen 4 op dezelfde frequentie net zo efficiënt is als Zen 4c, dan is alleen de dichtheid een aanzienlijk voordeel. Dat gezegd hebbende, zullen we waarschijnlijk in de nabije toekomst weten hoe goed Phoenix 2 is als het eindelijk serieus wordt gelanceerd.

Een probleem waar AMD op desktops tegenaan loopt, is dat het slechts twee CPU-chiplets (ook wel a Kerncomplex sterven of een CCD) in een reguliere CPU, en daardoor bleef Ryzen sinds 2019 steken op 16 cores. Om een ​​hoger kernaantal te krijgen is een gloednieuw ontwerp nodig, wat duur en een grote hoofdpijn zou zijn; Het is duidelijk dat het vergroten van het aantal CCD's op de CPU niet mogelijk is, omdat AM5 Ryzen CPU's daar gewoon niet de ruimte voor hebben. Zen 4c CCD's hebben echter 16 kernen in plaats van de 8 op Zen 4 CCD's, en door één van elk te gebruiken zou AMD zonder problemen de grens van 24 kernen kunnen halen.

AMD zou ook een nieuwe chiplet kunnen ontwerpen die zowel Zen- als Zen c-variantkernen bevat, waardoor deze behoorlijk lijkt op de hybride CPU's van Intel. Ik denk echter niet dat AMD dat zal doen doen dit vooral omdat het bedrijf er niet van houdt nieuwe chips te ontwerpen, tenzij ze een breed gebruiksscenario zouden hebben, en deze hybride chiplets waarschijnlijk alleen zouden worden gebruikt voor Ryzen. Bovendien zou elke chiplet om technische redenen waarschijnlijk worden geleverd met acht Zen-kernen en acht Zen c-type kernen, terwijl je idealiter meer Zen c-variantkernen zou hebben dan gewone kernen. AMD zou een aantal architectonische aanpassingen kunnen doen om daar verandering in te brengen, maar nogmaals, AMD heeft er een hekel aan om lichtzinnig geld uit te geven.

Hoe dan ook, als AMD ervoor kiest om zijn compacte c-type kernen naar de desktop te brengen, dan staan ​​we waarschijnlijk voor een veel, veel hoger aantal kernen dan we ooit eerder hebben gezien. Chiplets maakten de eerste mainstream 16-core CPU mogelijk met AMD's Ryzen 9 3950X, en hybride architectuur in Intel's Raptor Lake bracht ons de eerste 24-core processor voor de mainstream. Met chiplets en hybride architectuur gecombineerd zouden we gemakkelijk een 40-core CPU kunnen zien als AMD een 8-core chiplet combineert met reguliere Zen-kernen met een 32-core chiplet die c-variant kernen gebruikt.

Voor AMD is hybride architectuur natuurlijk en misschien zelfs noodzakelijk

De voorgestelde dood van de wet van Moore kan diepgaande gevolgen hebben voor AMD en hoe het CPU's ontwerpt. Chiplets zijn een manier om de stijgende kosten van productieprocessors te omzeilen, evenals de afnemende verbeteringen die elk nieuw proces met zich meebrengt. Het 3nm-procesknooppunt van TSMC, dat AMD voor de Zen 5 zal gebruiken, is bijzonder slecht omdat het op zijn best een kleine toename van de cachedichtheid naast een relatief slechte winst in analoge dichtheid (wat ervoor zorgt dat cores kleiner). Voor een innovatief bedrijf als AMD lijkt het integreren van hybride architectuur de natuurlijke weg vooruit.

Phoenix 2 wordt AMD's eerste hybride chip, maar het zou nog maar het begin kunnen zijn. AMD begint hier duidelijk klein met een chip die niet uitsluitend voor hybride processors zal worden gebruikt, maar in Ik twijfel er niet aan dat AMD de komende generaties alle mogelijke voordelen uit hybride zal proberen te halen architectuur. Het werkte heel goed voor Intel, dus misschien zien we dat hybride ontwerpen er een deel van aandrijven AMD's beste CPU's in de toekomst.