AMDs hybrid-APU-er er endelig offisielle, men de beveger ikke mye på nålen

Viktige takeaways

• AMDs hybride tilnærming til prosessorer skiller seg fra Intels, med deres Phoenix 2 APU som ikke rister opp ting like mye som Intels Alder Lake. Den virkelige fordelen for AMD er i produksjonen, noe som åpner for mindre og billigere prosessorer.
• Phoenix 2, AMDs hybrid-APU, ligner på forgjengeren, men med færre CPU- og GPU-kjerner. Den er bygget på samme prosess og arkitektur, med små forskjeller i cache og funksjoner.
• AMDs valg av en enkelt-CCX-design for Phoenix 2 forbedrer kjerne-til-kjerne-forsinkelser. Forholdet mellom vanlige Zen-kjerner og tette Zen-kjerner vil sannsynligvis forbli 1:2 i noen tid, siden AMD kanskje ikke introduserer en ny CCX-design før noen generasjoner senere.

Det var først nylig at AMD endelig lanserte sin første hybridprosessor, i daglig tale (men ikke offisielt) kalt Phoenix 2. Denne APUen har to vanlige Zen 4-kjerner og fire areal- og strømeffektive Zen 4c-kjerner, for totalt seks kjerner. Intel slo AMD til topps med hybridarkitektur, med Lakefield i 2020 som et proof-of-concept og Alder Lake i 2021 som den virkelige avtalen. Nå har AMD innhentet sin rival og vil lage hybridprosessorer i overskuelig fremtid.

Saken er at AMDs tilnærming til hybrid-CPU-er er veldig forskjellig fra Intels, og per-kjerne-basis kommer de ikke til å riste opp nesten like mye som Alder Lake og Raptor Lake. Zen 4c er nesten identisk med Zen 4, og selv om det er fordeler med dette, betyr det til syvende og sist at det å bytte ut noen Zen 4-kjerner for 4c ikke vil utgjøre noen stor forskjell i ytelse eller effektivitet. For AMD er den virkelige fordelen med hybridarkitektur i produksjonen, og det er det som kan åpne døren for noen virkelig nye AMD-CPUer.

Slik ser AMDs første hybridprosessor ut

Selv om AMDs hybrid APU er en annen brikke enn den originale Phoenix APU som ble lansert tidligere i år, er dens offisielle kodenavn Phoenix. For å unngå forvirring vil jeg kalle denne hybrid APU Phoenix 2, som er hva PC-entusiastmiljøet kalte den da den først lekket ut tidligere i år.

Når det er sagt, er Phoenix 2 i utgangspunktet bare en mindre Phoenix og er ikke helt splitter ny. Den har to færre CPU-kjerner, åtte færre GPU-kjerner, og er fysisk mindre. Den mangler også Ryzen AI-kapasitet og har en litt mindre L2-cache, men det er bare fordi den har færre kjerner. Men ellers er de bygget på den samme TSMC 4nm-prosessen, bruker den samme arkitekturen og har samme mengde L3-cache.

Det som er spesielt interessant er at Phoenix 2 er en enkelt-CCX-design. I Zen CPUer er CCX en gruppe kjerner og er den minste byggesteinen, i stedet for individuelle kjerner. Mens AMD tidligere har laget to-kjerners, fire-kjerners og åtte-kjerners CCX-er, markerer Phoenix 2 første gang AMD har laget en seks-kjerners CCX, og å gå med én CCX betyr bedre kjerne-til-kjerne latenser. Men det er ikke bare en interessant godbit, det er veldig avgjørende for fremtiden til hybride Zen-CPU-er siden AMD ikke introduserer nye CCX-design så ofte når det kommer til kjerneantall.

Alt dette betyr at forholdet mellom normale Zen-kjerner og tette Zen-kjerner sannsynligvis kommer til å være 1:2 for en mens, siden det er usannsynlig at AMD vil erstatte sekskjerners CCX før det er minst et par generasjoner gamle. Den kommende Strix Point APUen ryktes å være en 12-kjerners chip, som betyr to seks-kjerners CCX-er. Det er høyst usannsynlig det fremtidige APU-er bygget med sekskjerners CCX vil tilby mer enn 12 kjerner, siden flere CCX-er betyr dårligere kjerne-til-kjerne ventetider. Hvis AMD ønsker å endre kjerneforholdet 1:2 eller tilby flere kjerner per CCX, må den introdusere en ny CCX, men det er absolutt år på vei.

Hvordan Phoenix 2 sammenlignes med Intels hybride CPUer

AMD har passet på å legge merke til alle forskjellene mellom hybriddesignene og Intels. AMDs hybridbrikker vil bruke kjerner som ikke skiller seg arkitektonisk, har samme IPC, har SMT/Hyperthreading på tvers av alle kjerner, og som ikke krever kompleks planlegging. Dette er alle ting som Intels nåværende Raptor Lake-brikker sliter med, ettersom selskapets P-kjerner og E-kjerner er arkitektonisk forskjellige, mens Zen 4 og 4c er identiske. Men hva Intel CPUer gir opp i disse aspektene, vinner de på andre, og det er like sant for AMDs hybride APU-er.

Den eneste forskjellen mellom Zen 4 og 4c i ytelse og effektivitet er at Zen 4 kan treffe høyere klokkehastigheter, og det er et tveegget sverd for AMD. Det betyr til syvende og sist at det å legge til Zen 4c-kjerner i blandingen ikke virkelig endrer ytelsen eller effektivitetsegenskapene når man sammenligner Phoenix 2 med en nedskjært Phoenix-brikke. AMD innrømmer til og med dette ganske tydelig i sin presentasjon om Phoenix 2, og selv om Phoenix 2 er mer effektiv enn Phoenix ved lavere TDP-er er det en veldig liten forskjell som AMD kunne ha oppnådd med Phoenix bare ved å justere frekvensen pr. kjerne.

Derimot bruker Intels P- og E-kjerner forskjellige arkitekturer for å tilby forskjellige kraft- og ytelsesprofiler, hvor førstnevnte tilbyr høy entråds ytelse og sistnevnte stor flertråds ytelse i flott tall. Den største avveiningen AMD gjør er å stole på en enkeltkjernearkitektur for alltid å møte ytelses- og effektivitetsbehovene. Hvis Intel trenger større entråds ytelse i sin neste CPU, trenger den bare å fokusere på å redesigne P-kjernene og kan for eksempel bare la E-kjernene være i fred.

I tillegg tilbyr Intels nåværende generasjon Gracemont E-kjerner et mye mindre fotavtrykk og høyere ytelsestetthet, akkurat som Zen 4c mot Zen 4. Faktisk er Gracemont-kjerner mindre enn Zen 4c-kjerner til tross for at de er en generasjon bak node-messig, men selvfølgelig er Gracemont mye tregere enn Zen 4c.

Det er ikke så enkelt som AMD gjør det til med sin hybride CPU-design, og Zen 4c endrer egentlig ikke mye når det kommer til ytelse og effektivitet. Men det er tingen, Phoenix 2 handler egentlig ikke om ytelse og effektivitet, men snarere noe annet.

For AMD handler hybriddesign om produksjon

Hovedfordelen med Phoenix 2 og andre hybrid Ryzen APUer vil være i produksjonen. Zen 4c sin mer kompakte størrelse betyr mindre prosessorer, som åpenbart er billigere å produsere enn større. AMD ønsket åpenbart å utvikle en mindre Phoenix APU for lavere enheter, men uten Zen 4c kunne det ikke har vært så liten med mindre den bare brukte fire Zen 4-kjerner, noe som ville ha resultert i mye verre opptreden. Hybridkjerner lar AMD tilby den samme ytelsen til en lavere pris, eller å sløyfe forskjellen og tjene mer penger.

Selv om dette er en fordel Intel også får med sin tilnærming, investerer AMD definitivt langt færre ressurser ved å holde ting enkelt. Kostnadseffektivitet har vært AMDs motiv helt siden de lanserte de første Zen-CPU-ene i 2017, og hybrid-APU-ene fortsetter den tradisjonen. Det blir interessant å se om AMDs tilnærming til hybriddesign viser seg å være like vellykket som chiplets, et konsept som Intel nå følger med prosessorer som Meteor Lake og Ponte Vecchio.

I tillegg vet vi ikke om AMD planlegger å bringe hybriddesign til brikkebaserte Ryzen CPUer. Teoretisk sett kunne AMD kombinere en standard åttekjernes Zen-brikke med en 16-kjerners C-type Zen-brikke (som for øyeblikket er eksklusiv for datasenteret) og enkelt lage en 24-kjerners CPU, som kan være tiltalende for AMD siden stasjonære CPUer har sittet fast på 16 kjerner siden Ryzen 3000. En slik CPU ville imidlertid ha en trippel-CCX-konfigurasjon, og det er uklart om det ville fungere bra eller til og med fungere i det hele tatt. Vi får alle vente og se.