De hybride APU's van AMD zijn eindelijk officieel, maar ze veranderen niet veel

Belangrijkste leerpunten

• AMD's hybride benadering van CPU's verschilt van die van Intel, waarbij hun Phoenix 2 APU de boel niet zo opschudt als Intel's Alder Lake. Het echte voordeel voor AMD ligt in de productie, waardoor kleinere en goedkopere processors mogelijk zijn.
• Phoenix 2, de hybride APU van AMD, is vergelijkbaar met zijn voorganger, maar met minder CPU- en GPU-kernen. Het is gebouwd op hetzelfde proces en dezelfde architectuur, met kleine verschillen in cache en functies.
• AMD's keuze voor een single-CCX-ontwerp voor Phoenix 2 verbetert de core-to-core latenties. De verhouding tussen reguliere Zen-cores en dichte Zen-cores zal waarschijnlijk nog een tijdje 1:2 blijven, aangezien AMD pas een paar generaties later een nieuw CCX-ontwerp zal introduceren.

Het was pas onlangs dat AMD eindelijk de lancering ervan maakte eerste hybride processor, in de volksmond (maar niet officieel) genaamd Phoenix 2. Deze APU beschikt over twee gewone Zen 4-kernen en vier gebieds- en energiezuinige Zen 4c-kernen, voor een totaal van zes kernen. Intel versloeg AMD met hybride architectuur, met Lakefield in 2020 als proof-of-concept en Alder Lake in 2021 als de real deal. Nu heeft AMD zijn rivaal ingehaald en zal het in de nabije toekomst hybride processors gaan maken.

Het punt is dat AMD's benadering van hybride CPU's heel anders is dan die van Intel, en per kern zullen ze de zaken lang niet zo opschudden als Alder Lake en Raptor Lake. Zen 4c is vrijwel identiek aan Zen 4, en hoewel er voordelen aan zitten, betekent dit uiteindelijk dat het vervangen van enkele Zen 4-cores voor 4c geen groot verschil zal maken in prestaties of efficiëntie. Voor AMD ligt het echte voordeel van hybride architectuur in de productie, en dat is wat de deur zou kunnen openen voor een aantal echt nieuwe AMD CPU's.

Hoe AMD's eerste hybride processor eruit ziet

Hoewel de hybride APU van AMD een andere chip is dan de originele Phoenix APU die eerder dit jaar werd gelanceerd, is de officiële codenaam Phoenix. Om verwarring te voorkomen noem ik deze hybride APU Phoenix 2, zoals de gemeenschap van pc-liefhebbers hem noemde toen hij eerder dit jaar voor het eerst uitlekte.

Dat gezegd hebbende, Phoenix 2 is eigenlijk gewoon een kleinere Phoenix en niet helemaal nieuw. Het heeft twee CPU-kernen minder, acht GPU-kernen minder en is fysiek kleiner. Het mist ook Ryzen AI-mogelijkheden en heeft een iets kleinere L2-cache, maar dat komt alleen omdat het minder kernen heeft. Maar verder zijn ze gebouwd op hetzelfde TSMC 4nm-proces, gebruiken ze dezelfde architectuur en hebben ze dezelfde hoeveelheid L3-cache.

Wat vooral interessant is, is dat Phoenix 2 een single-CCX-ontwerp is. In Zen CPU's is de CCX een groep kernen en de kleinste bouwsteen, in plaats van individuele kernen. Hoewel AMD eerder twee-core, vier-core en acht-core CCX's heeft gemaakt, markeert Phoenix 2 de eerste keer dat AMD een zes-core CCX heeft gemaakt, en het gebruik van één CCX betekent betere core-to-core latenties. Maar dat is niet alleen een interessant weetje, het is van cruciaal belang voor de toekomst van hybride Zen CPU's, aangezien AMD niet vaak nieuwe CCX-ontwerpen introduceert als het gaat om het aantal cores.

Dit alles betekent dat de verhouding tussen normale Zen-kernen en dichte Zen-kernen waarschijnlijk 1:2 zal zijn terwijl het onwaarschijnlijk is dat AMD de zes-core CCX zal vervangen totdat er op zijn minst een paar zijn generaties oud. Het gerucht gaat dat de komende Strix Point APU een 12-core chip is, wat twee zes-core CCX's betekent. Het is zeer onwaarschijnlijk dat toekomstige APU's gebouwd met de zes-core CCX zullen meer dan 12 cores bieden, aangezien meer CCX's slechtere core-to-core betekenen latenties. Als AMD de 1:2 core-verhouding wil veranderen of meer cores per CCX wil aanbieden, zal het een nieuwe CCX moeten introduceren, maar dat zal zeker jaren later zijn.

Hoe Phoenix 2 zich verhoudt tot de hybride CPU's van Intel

AMD heeft ervoor gezorgd alle verschillen tussen zijn hybride ontwerpen en die van Intel op te merken. De hybride chips van AMD zullen kernen gebruiken die qua architectuur niet verschillen, dezelfde IPC hebben, SMT/Hyperthreading over alle kernen hebben en geen complexe planning vereisen. Dat zijn allemaal dingen waar Intels huidige Raptor Lake-chips mee worstelen, aangezien de P-cores en E-cores van het bedrijf architectonisch verschillend zijn, terwijl Zen 4 en 4c identiek zijn. Echter, wat Intel CPU's geven op die aspecten op, ze winnen op andere, en dat geldt net zo goed voor de hybride APU's van AMD.

Het enige verschil tussen Zen 4 en 4c in prestaties en efficiëntie is dat Zen 4 hogere kloksnelheden kan halen, en dat is een tweesnijdend zwaard voor AMD. Het betekent uiteindelijk dat het toevoegen van Zen 4c-kernen aan de mix de prestatie- of efficiëntiekenmerken niet echt verandert wanneer Phoenix 2 wordt vergeleken met een ingekorte Phoenix-chip. AMD geeft dit zelfs ronduit toe in zijn presentatie over Phoenix 2, en hoewel Phoenix 2 efficiënter is dan Phoenix bij lagere TDP's is het een heel klein verschil dat AMD met Phoenix had kunnen bereiken door simpelweg de frequentie per aan te passen kern.

Daarentegen gebruiken Intel's P- en E-cores verschillende architecturen om verschillende vermogens- en prestatieprofielen te bieden, waarbij de eerste hoge single-threaded prestaties biedt en de laatste geweldige multi-threaded prestaties cijfers. De grootste afweging die AMD maakt, is vertrouwen op een enkele kernarchitectuur om altijd aan zijn prestatie- en efficiëntiebehoeften te voldoen. Als Intel betere single-threaded prestaties nodig heeft in zijn volgende CPU, hoeft het zich alleen maar te concentreren op het opnieuw ontwerpen van de P-cores en kan het bijvoorbeeld de E-cores gewoon met rust laten.

Bovendien bieden Intels huidige generatie Gracemont E-cores een veel kleinere voetafdruk en een hogere prestatiedichtheid, net als Zen 4c versus Zen 4. Gracemont-kernen zijn zelfs kleiner dan Zen 4c-kernen, ondanks dat ze een generatie achterlopen knooppunt-wijs, maar Gracemont is natuurlijk veel langzamer dan Zen 4c.

Het is niet zo eenvoudig als AMD doet voorkomen met zijn hybride CPU-ontwerp, en de Zen 4c verandert eigenlijk niet veel als het gaat om prestaties en efficiëntie. Maar dat is het punt: Phoenix 2 gaat niet echt over prestaties en efficiëntie, maar eerder over iets anders.

Voor AMD gaat hybride ontwerp over productie

Het belangrijkste voordeel van Phoenix 2 en andere hybride Ryzen APU’s ligt in de productie. Het compactere formaat van de Zen 4c betekent kleinere processors, die uiteraard goedkoper te vervaardigen zijn dan grotere. AMD wilde duidelijk een kleinere Phoenix APU ontwikkelen voor lagere apparaten, maar zonder Zen 4c kon dat niet waren zo klein geweest, tenzij er slechts vier Zen 4-kernen waren gebruikt, wat tot veel ergere gevolgen zou hebben geleid prestatie. Met hybride kernen kan AMD dezelfde prestaties bieden voor een lagere prijs, of het verschil in eigen zak steken en meer geld verdienen.

Hoewel dit een voordeel is dat Intel ook krijgt met zijn aanpak, investeert AMD beslist veel minder middelen door de zaken simpel te houden. Kosteneffectiviteit is het motief van AMD sinds het in 2017 de eerste Zen CPU's lanceerde, en de hybride APU's zetten die traditie voort. Het zal interessant zijn om te zien of AMD's benadering van hybride ontwerp net zo succesvol blijkt te zijn als chiplets, een concept dat Intel nu volgt met processors als Meteor Lake en Ponte Vecchio.

Bovendien weten we niet of AMD van plan is een hybride ontwerp naar op chiplets gebaseerde Ryzen-CPU's te brengen. Theoretisch zou AMD een standaard Zen-chiplet met acht cores kunnen combineren met een 16-core C-type Zen-chiplet (die momenteel exclusief is voor het datacenter) en eenvoudig een 24-core CPU kan creëren, wat aantrekkelijk kan zijn voor AMD, aangezien desktop-CPU's sinds Ryzen op 16 cores zijn blijven steken 3000. Zo'n CPU zou echter een triple-CCX-configuratie hebben, en het is onduidelijk of deze goed zou werken of zelfs maar zou werken. We zullen allemaal moeten afwachten.