AMD tworzy procesor hybrydowy i oto, jak będzie on wyglądał

Kiedy pod koniec 2021 roku Intel wypuścił na rynek chipy Alder Lake 12. generacji, zrobił coś naprawdę wyjątkowego, wykorzystując dwa zupełnie różne rodzaje rdzeni w tej samej obudowie. Oczywiście Intel nie wynalazł tego, co nazywa „architekturą hybrydową”, ponieważ Arm robił zasadniczo to samo w ramach tego, co nazywa „dużym”. MAŁO od lat. Jednak w przypadku komputerów stacjonarnych było to duże wydarzenie, ponieważ pozwoliło firmie Intel osiągnąć dużą wydajność przy mniejszym zużyciu energii i powierzchni niż w przypadku procesora niehybrydowego. Tymczasem AMD nadal oferuje tylko jedną architekturę na procesor.

Ale nie będzie tak zawsze, bo np AMD już prawie potwierdziło, że na horyzoncie pojawia się pierwszy procesor hybrydowy. Jest to nie tylko wielka sprawa w sensie technicznym, ale także oznacza, że ​​AMD chociaż raz robi notatki od Intela (a przypomnienie, że Intel kiedyś kpił ze strategii AMD dotyczącej chipsetów, a teraz tworzy własne chiplety, które są oznaczone jako płytki). Nie wiemy dokładnie, jak daleko AMD posunie się w swojej architekturze hybrydowej, ale mamy już kluczowe szczegóły dotyczące tego, co prawdopodobnie będzie pierwszym hybrydowym procesorem firmy.

Jak architektura hybrydowa może uczynić Ryzen jeszcze lepszym

Chociaż AMD ma wiele różnych produktów z procesorami, w tym przypadku skupiam się tylko na Ryzenach do komputerów stacjonarnych i laptopów artykuł, głównie dlatego, że architektura hybrydowa była tradycyjnie wykorzystywana do celów konsumenckich i niewiele (jeśli coś jeszcze. Jednak uwagi, które tutaj przedstawię, będą w dużej mierze dotyczyć innych rzeczy, takich jak segment centrów danych.

Jedną z rzeczy, nad którą ludzie często się zastanawiają, jest to, dlaczego Intel pakuje swoje procesory w słabe rdzenie E zamiast korzystać z pełnego rdzenia P. W końcu rdzenie P są znacznie szybsze niż rdzenie E, więc oczywiście Intel idzie na skróty, prawda? W rzeczywistości nie tylko procesory hybrydowe, takie jak Core i9-13900K, są jednymi z... najlepsze dostępne obecnie procesory, nie byłoby to nawet możliwe bez rdzeni elektrycznych, a wszystko sprowadza się do dwóch rzeczy: moc i obszar.

Po pierwsze, chociaż rdzenie P są znacznie szybsze niż rdzenie E, zużywają również więcej energii. W przypadku procesorów takich jak 13900K mniejsza wydajność oznacza mniejszą wydajność, ponieważ ociera się o limit mocy, jaką procesor może zużywać bez nadmiernego nagrzewania się. Oprócz wydajności, rdzenie E są również znacznie mniejsze niż rdzenie P, a dzięki zastosowaniu wielu rdzeni E Intel może zmieścić większą wydajność w mniejszym rozmiarze. Więcej rdzeni E może pozwolić na skalowanie programów wielowątkowych na wiele rdzeni, jednocześnie czerpiąc korzyści z oszczędności miejsca dzięki zastosowaniu mniejszych rdzeni.

Oferując różne rdzenie zoptymalizowane pod kątem wydajności i wydajności, procesory o architekturze hybrydowej są w stanie ominąć podstawową zagadkę projektową, która istnieje w tradycyjne procesory. Aby zwiększyć wydajność pojedynczego wątku, należy zwiększyć wydajność poszczególnych rdzeni, ale często skutkuje to nieefektywnym zużyciem energii i wykorzystanie obszaru. Jednak aby uzyskać lepszą wydajność wielowątkową, potrzebujesz wielu rdzeni, ale nieefektywność mocy i obszaru utrudnia osiągnięcie tego. Oferując to, co najlepsze z obu światów, architektura hybrydowa pozwala uniknąć tego podstawowego dylematu projektowego.

Jak mógłby wyglądać hybrydowy procesor AMD

Prawdopodobnie powstała architektura hybrydowa Najlepsze procesory Intela, a jego hybrydowe procesory są zaprojektowane tak, jak wszystkie poprzednie hybrydowe procesory, przy czym wszystkie rdzenie procesora korzystają z tego samego krzemu (podobnie jak wiele procesorów często zawiera zintegrowaną grafikę obok rdzeni procesora). Możliwości AMD są jednak znacznie odmienne, gdyż firma oprócz tradycyjnych, monolitycznych konstrukcji wykorzystuje także chiplety. Choć o pierwszym hybrydowym chipie AMD wiemy już sporo, możliwości do rozważenia jest o wiele więcej.

Na szczęście nie musimy tutaj spekulować na temat architektury, ponieważ AMD ma już duże (wydajne) rdzenie i małe (wydajne) rdzenie. Zwykłe rdzenie Zen, takie jak Zen 4, będą dużymi rdzeniami, podczas gdy zupełnie nowe rdzenie w wariancie „c” zoptymalizowane pod względem mocy i wydajności obszarowej, takie jak Zen 4c, będą małymi rdzeniami. Chociaż Zen 4c po raz pierwszy debiutuje jako procesor serwerowy zoptymalizowany pod kątem chmury, dzięki możliwości umieszczania 128 rdzeni w jednym procesorzeZastanawiam się, czy AMD zawsze zamierzało używać go w architekturze hybrydowej, czy jest to nowy plan. Dla kontrastu, Pierwszy procesor serwerowy Intel z rdzeniem E-core jeszcze nie pojawił się na rynku.

Oferując różne rdzenie zoptymalizowane pod kątem wydajności i wydajności, procesory o architekturze hybrydowej są w stanie ominąć podstawową zagadkę projektową, która istnieje w tradycyjnych procesorach.

Znamy już niektóre kluczowe szczegóły APU AMD Phoenix 2, który będzie pierwszym hybrydowym chipem, jaki firma wprowadzi na rynek. Wiemy, że jest to sześciordzeniowy APU i możemy rozsądnie założyć, że ma dwa rdzenie Zen 4 i cztery rdzenie Zen 4c, w wyniku czego Phoenix 2 jest znacznie mniejszy od Phoenix. Jednak jest również znacznie zmniejszony w porównaniu do zwykłego APU Phoenix w innych miejscach; nie ma możliwości Ryzen AI, a jego zintegrowana grafika jest ograniczona do czterech rdzeni, co stanowi jedną trzecią iGPU w Phoenix. Zatem Zen 4c nie jest jedyną rzeczą, która sprawia, że ​​Phoenix 2 jest mniejszy.

Chociaż Phoenix 2 jest już produkowany i może nawet znajdować się w laptopach, które można już kupić, istnieje pewien haczyk. Czterordzeniowy Ryzen 3 7440U najwyraźniej będzie korzystał z obu procesorów Phoenix I procesorów Phoenix 2, a ponieważ AMD najwyraźniej chce, aby ten układ działał konsekwentnie, oznacza to, że 7440U może nie w pełni wykorzystywać architekturę hybrydową w Phoenix 2. 7440U może nawet korzystać tylko z rdzeni Zen 4c, ale nie wiemy tego jeszcze na pewno. Ryzen 5 7540U mógłby również korzystać z Phoenix 2 (choć AMD potwierdziło, że tak się jeszcze nie dzieje), ale też nie wykorzysta w pełni zalet konstrukcji hybrydowej.

Ponadto nie jest jasne, jak korzystne będą rdzenie Zen 4c w zastosowaniach mobilnych. Chociaż AMD twierdzi, że procesory Zen 4c do centrów danych są bardziej wydajne niż zwykłe procesory Zen 4, firma nie ujawniło, czy Zen 4c jest bardziej wydajny przy tej samej częstotliwości zegara, czy też jest bardziej wydajny ze względu na taktowanie niżej. Jeśli Zen 4 jest tak samo wydajny jak Zen 4c na tej samej częstotliwości, to dopiero jego gęstość jest znaczącą zaletą. Biorąc to pod uwagę, prawdopodobnie dowiemy się w najbliższej przyszłości, jak dobry jest Phoenix 2, gdy w końcu zostanie on wydany na dobre.

Jednym z problemów, na jaki napotyka AMD w komputerach stacjonarnych, jest to, że może umieścić tylko dwa chiplety procesora (zwane także a Złożona matryca rdzeniowa lub CCD) w głównym procesorze, co spowodowało, że Ryzen utknął na 16 rdzeniach od 2019 roku. Uzyskanie większej liczby rdzeni wymaga zupełnie nowego projektu, który byłby kosztowny i powodował duży ból głowy; oczywiście zwiększenie liczby przetworników CCD w procesorze nie jest możliwe, ponieważ na procesory AM5 Ryzen po prostu nie ma już miejsca. Jednakże dyski CCD Zen 4c mają 16 rdzeni zamiast 8 w dyskach CCD Zen 4, a użycie jednego z każdego umożliwi AMD bezproblemowe osiągnięcie poziomu 24 rdzeni.

AMD mogłoby także zaprojektować nowy chipset, który będzie zawierał rdzenie Zen i Zen C-Variant, co sprawi, że będzie on bardzo podobny do hybrydowych procesorów Intela. Nie sądzę jednak, że AMD to zrobi zrobić to przede wszystkim dlatego, że nie lubi projektować nowych chipów, chyba że miałyby one szerokie zastosowania, a te hybrydowe chiplety byłyby prawdopodobnie używane tylko do Ryzena. Ponadto ze względów technicznych każdy chipset będzie prawdopodobnie wyposażony w osiem rdzeni Zen i osiem rdzeni Zen typu C, podczas gdy w idealnym przypadku będzie więcej rdzeni w wariancie Zen C niż zwykłych. AMD mogłoby wprowadzić pewne modyfikacje architektoniczne, aby to zmienić, ale AMD nienawidzi bezmyślnego wydawania pieniędzy.

Niezależnie od tego, jeśli AMD zdecyduje się wprowadzić swoje kompaktowe rdzenie typu C do komputerów stacjonarnych, prawdopodobnie czeka nas znacznie wyższa liczba rdzeni niż kiedykolwiek wcześniej. Chiplety umożliwiły stworzenie pierwszego głównego nurtu 16-rdzeniowego procesora w modelu AMD Ryzen 9 3950X, a hybrydowa architektura procesora Intel Raptor Lake zapewniła nam pierwszy 24-rdzeniowy procesor dla głównego nurtu. Łącząc chipsety i architekturę hybrydową, z łatwością moglibyśmy zobaczyć 40-rdzeniowy procesor, jeśli AMD połączy 8-rdzeniowy chipset wykorzystujący zwykłe rdzenie Zen z 32-rdzeniowym chipsetem wykorzystującym rdzenie typu C.

Dla AMD architektura hybrydowa jest naturalna, a może nawet konieczna

Proponowana śmierć prawa Moore’a może mieć poważne konsekwencje dla AMD i sposobu, w jaki projektuje procesory. Chiplety to sposób na obejście rosnących kosztów produkcji procesorów, a także zmniejszających się ulepszeń, jakie przynosi każdy nowy proces. Węzeł procesowy 3 nm TSMC, którego AMD będzie używać w Zen 5, jest szczególnie słaby, ponieważ w najlepszym przypadku zapewnia niewielką wzrost gęstości pamięci podręcznej oprócz stosunkowo słabego wzmocnienia gęstości analogowej (co sprawia, że ​​rdzenie mniejszy). Dla innowacyjnej firmy, takiej jak AMD, zastosowanie architektury hybrydowej wydaje się naturalnym rozwiązaniem.

Phoenix 2 będzie pierwszym hybrydowym chipem AMD, ale to może być dopiero początek. AMD najwyraźniej zaczyna tutaj od małego z chipem, który nie będzie używany wyłącznie w procesorach hybrydowych, ale w przyszłych pokoleń, nie wątpię, że AMD będzie próbowało wycisnąć z hybrydy wszelkie możliwe zalety architektura. W przypadku Intela sprawdziło się to naprawdę dobrze, więc być może zobaczymy, że niektóre z nich będą zasilane konstrukcjami hybrydowymi Najlepsze procesory AMD w przyszłości.