Hvorfor Intel og AMD ikke lager brikker som M2 Max og M2 Ultra

Apple droppet Intel for å lage sine egne prosessorer for Mac-produkter har åpenbart gått ganske bra. Dens ARM-baserte M2-brikker pakker både kraftige CPU- og GPU-kjerner i én enkelt pakke, og tilbyr en flott blanding av mellomtone til high-end ytelse for hele Mac-porteføljen. Dette har spesielt vært til fordel for produkter som MacBook og Mac Mini, som ikke har plass til en kraftig grafikkort, men kan romme de avanserte M1- og M2-brikkene (som M2 Max) med kraftig integrert grafikk helt fint. M2 Pro, M2 Max og M2 Ultra er ganske fantastiske.

Så hvorfor gjør ikke Intel og AMD det samme og lager sine egne store brikker med mange CPU- og GPU-kjerner? Tross alt tilbyr de begge god CPU- og GPU-teknologi selv, de har holdt på med PC-ting like lenge som Apple (og prosessordesign mye lenger), og de har langt mer kontroll over den bredere prosessoren marked. Men til syvende og sist har Intel og AMD flere gode grunner til å ikke kopiere de større variantene av Apples M2.

Intel og AMD har den teknologiske evnen til å lage en M2-lignende brikke

Men først, la oss få én ting ut av veien: Intel og AMD kan lage en brikke som M2 Max eller til og med M2 Ultra hvis de vil. Mens M2 Pro, Max og Ultra er ganske forskjellige fra det vi er vant til på PC, er alt Apple har gjort å lage en stor brikke som inkluderer både CPU- og GPU-kjerner. Intel og AMD har laget CPUer med integrert grafikk i årevis, og den eneste vesentlige forskjellen mellom Core i9-13900K eller Ryzen 9 7950X og Apple M2-serien er at de større M2-brikkene har mye større og kraftigere GPU.

Det er heller ikke slik at Intel og AMD ikke allerede har laget brikker som ligner på de større M2-prosessorene, selv før M1 kom ut. Intels Kaby Lake G-serie kombinerte en firekjerners Kaby Lake CPU med en mellomtone Vega GPU fra AMD, og ​​selv om Kaby Lake G var en kommersiell fiasko og fungerte ikke superbra, den ga til slutt det som på den tiden var en kraftig CPU og GPU kombinasjon.

Et av AMDs hovedprodukter er selvfølgelig dens APU, som egentlig bare er et markedsføringsbegrep for å beskrive AMDs CPUer med integrert grafikk beregnet på spill. AMDs mest suksessrike linje med APU-er er de som går inn i konsoller, helt siden Xbox One og PS4 kom ut for et tiår siden. De nyeste konsoll-APUene i Series X og PS5 kombinerer en 8-kjerners Zen 2 CPU med en mellomtone RDNA2 GPU, setter den på et lignende nivå som minst M1 Pro og M2 Pro, og kanskje til og med noen av de avanserte sjetongene også.

M2 har noen ulemper som Intel og AMD ikke vil like

Selv om Apples M2-serie er veldig kul og flott for Apple, er den på ingen måte den perfekte prosessoren, og den har noen betydelige ulemper sammenlignet med brikker fra Intel og AMD. Disse ulempene har først og fremst å gjøre med minne, kjernetall og produksjon, som har stor innvirkning på både ytelse og pris.

Det rareste med Apples M-prosessorer (i hvert fall etter min mening) er minnet. Normalt krever ikke CPUer og lett integrert grafikk så mye båndbredde, så Intel og AMD har en tendens til å pare sine vanlige brikker med små 128-bit brede minnebusser. GPU-er krever imidlertid mye minnebåndbredde, og det er grunnen til at diskrete GPU-er er sammenkoblet med GDDR VRAM og har flere minnebusser, hvor 128-bit vanligvis er minimum og kun reservert for svært små GPUer.

Imidlertid legger Apple veldig kraftig integrert grafikk på M-brikkene sine, og dette krever mye mer minnebåndbredde enn vanlig. Mens M2 er normal og har 128-bit brede busser, har M2 Pro og M2 Max 256-bit og 512-bit bred busser, og siden M2 Ultra er to M2 Maxes kombinert, betyr det at Ultra har en massiv 1024-bit bred buss. Disse bussene tar opp massevis av plass og utgjør omtrent 13 % av størrelsen på M2 Max og Ultra, som er massevis av plass å dedikere bare til minnebusser.

Alt det arealet som er reservert for minnebussene har en dominoeffekt. Det er mindre plass til flere CPU- og GPU-kjerner, noe som gjør M2 Pro og M2 Max litt lite imponerende når det kommer til ytelse per mm2. For eksempel M2 Ultra i Mac Studio ligger godt bak både Core i9-13900K og Ryzen 9 7950X (som er to av de beste CPUene) i benchmarks som Cinebench, spesielt i multi-threaded ytelse. Dette er mye, mye mindre prosessorer, takket være det faktum at de ikke er hindret av et massivt minnesystem som kreves av en stor integrert GPU.

Å prøve å kombinere en stor CPU, stor GPU og stort minnesystem til en enkelt brikke har konsekvenser for produksjonen. Ved en estimert formstørrelse på 550 mm2 (forutsatt at Apples side-ved-side-sammenligning ovenfor er skalert som ingen faktisk målinger ser ut til å eksistere), M2 Max er superstor, og M2 Ultra er den største forbrukerbrikken som noen gang er laget på over 1000 mm2. Kostnaden for å produsere disse tingene på TSMCs 5nm node må være astronomiske.

Det er bare ikke Intels eller AMDs stil å tilby høyt spesialisert silisium for mainstream

Men bortsett fra alle maskinvareproblemene som brikker som de store versjonene av M2 introduserer, er det også en grunnleggende forskjell i forretningsmodeller her. Apple er veldig forskjellig fra Intel og AMD: de lager sine prosessorer for seg selv og sine egne spesialprodukter. Intel og AMD lager i mellomtiden brikker som driver nesten alle PC-er som ikke er en Mac i det hele tatt verden, og å forfølge det store markedet betyr at spesialisering er en ulempe snarere enn en fordel. Det skaper et helt annet sett med insentiver for hvert selskap når det kommer til å designe maskinvare.

Hvis Intel og AMD skulle prøve å lage en egen stor M2-lignende prosessor, ville et stort problem være hovedkort. Det som er fint med tradisjonelle, vanlige x86-CPU-er er at de pleier å være ganske små og ikke krever noe sprøtt. Men for å betjene en M2 Max/Ultra-lignende brikke, må Intel og AMD lansere nye hovedkort med massive stikkontakter, tonnevis av VRM-trinn, og sannsynligvis åtte minnespor som du må fylle fullt ut med raske moduler for å få god GPU opptreden. Det er åpenbart veldig dyrt og veldig tungvint.

Apple kan slippe unna med alt dette fordi M2 er spesiallaget for hva slags datamaskiner Apple ønsker å lage og hva kundene ønsker å kjøpe. Intel og AMD kan ikke gjøre det fordi vi liker å ha et bredt utvalg av CPUer som vi kan sette inn i personlige, men til slutt like PC-er, der det er bare plug and play når det kommer til RAM, lagring og GPUer. Tenk deg å måtte oppgradere din 1000 mm2 prosessor hvis du bare vil ha raskere grafikk; hvis du trodde det RTX 4090 var dyrt, ville du sannsynligvis gått konkurs fra en enkelt oppgradering.

Men det fungerer begge veier, og M2 har noen klare fordeler. For eksempel, mens Apples CPUer og GPUer er ganske svake sammenlignet med de avanserte tingene Intel, AMD og Nvidia lager, har M2-produktstabelen fra topp til bunn toppkodingsytelse. Apple kan rettferdiggjøre å legge til disse koderne til brikkene sine fordi mange mennesker allerede bruker Apple-enheter til å redigere videoer. Men siden Intel- og AMD-prosessorer i hovedsak er one-size-fits-all-brikker for et bredt spekter av brukstilfeller, ville slike avanserte kodere ikke være fornuftige, spesielt når high-end GPU-er kan ta opp slakken.

Både maskinvaren og ulike forretningsmodeller er uatskillelige fra hverandre når det kommer til prosessordesign for disse tre selskapene. Hvis det bare var ned til maskinvare og teknologi og spesifikasjoner, ville vi sannsynligvis sett Intel og AMD prøve å lage en prosessor som M2-serien også. Men Apple er et datadesignende selskap som lager sine egne prosessorer, mens Intel og AMD er prosessordesignende selskaper som selger sine prosessorer til andre selskaper.

Det er noen tilfeller der M2-lignende brikker fra Intel og AMD kan blomstre

Mens den tradisjonelle PC-en er svært usannsynlig å være en plass der Intel og AMD kan introdusere en stor prosessor med mange CPU- og GPU-kjerner, tror jeg en slik brikke kan finne suksess på andre områder. En av de siste nyvinningene fra Intel og AMD er brikker (eller "fliser" som Intel kaller dem), som vil gjøre det enklere å bygge en prosessor som M2 siden Intel og AMD kunne bare ta brikker som er generaliserte på egen hånd og kombinere dem på en slik måte at det skaper denne store, spesialiserte prosessoren (som også ville vært billigere å lage med chiplets).

Konsoller er et åpenbart sted hvor denne typen brikker har fungert for x86, men NUC-er eller OEM-stasjonære eller til og med bærbare datamaskiner kan være mer egnet for en M2-lignende prosessor. Tross alt er disse enhetene allerede ganske låst og tilpasset til å begynne med, så fordelene å bruke maskinvare som er designet for å være kompatibel med mange andre komponenter er ikke så stor avtale. Jeg tror ikke at etterspørselen er der for å gjøre dette til en realitet, men jeg kan ta feil, og ærlig talt håper jeg at jeg er det fordi jeg ville elske å ha det som egentlig er en spillversjon av Mac Mini eller Mac Studio.