As APUs híbridas da AMD são finalmente oficiais, mas não estão mudando muito

Principais conclusões

• A abordagem híbrida da AMD para CPUs difere da da Intel, com seu APU Phoenix 2 não agitando tanto as coisas quanto o Alder Lake da Intel. O verdadeiro benefício para a AMD está na fabricação, permitindo processadores menores e mais baratos.
• Phoenix 2, APU híbrida da AMD, é semelhante ao seu antecessor, mas com menos núcleos de CPU e GPU. Ele é construído no mesmo processo e arquitetura, com pequenas diferenças no cache e nos recursos.
• A escolha da AMD de um design CCX único para Phoenix 2 melhora as latências núcleo a núcleo. A proporção de núcleos Zen regulares para núcleos Zen densos provavelmente permanecerá 1:2 por algum tempo, já que a AMD pode não apresentar um novo design CCX até algumas gerações depois.

Foi apenas recentemente que a AMD finalmente fez o lançamento do seu primeiro processador híbrido, coloquialmente (mas não oficialmente) denominado Phoenix 2. Esta APU possui dois núcleos Zen 4 regulares e quatro núcleos Zen 4c com eficiência de área e energia, para um total geral de seis núcleos. A Intel venceu a AMD com arquitetura híbrida, com Lakefield em 2020 como uma prova de conceito e Alder Lake em 2021 como o verdadeiro negócio. Agora, a AMD alcançou a sua rival e irá fabricar processadores híbridos num futuro próximo.

O fato é que a abordagem da AMD para CPUs híbridas é muito diferente da da Intel e, por núcleo, elas não vão agitar as coisas tanto quanto Alder Lake e Raptor Lake. O Zen 4c é quase idêntico ao Zen 4 e, embora haja vantagens nisso, em última análise, significa que trocar alguns núcleos do Zen 4 por 4c não fará uma grande diferença no desempenho ou na eficiência. Para a AMD, o verdadeiro benefício da arquitetura híbrida está na fabricação, e é isso que pode abrir as portas para algumas CPUs AMD verdadeiramente novas.

Qual é a aparência do primeiro processador híbrido da AMD

Embora o APU híbrido da AMD seja um chip diferente do APU Phoenix original lançado no início deste ano, seu codinome oficial é Phoenix. Para evitar confusão, chamarei esse híbrido de APU Phoenix 2, que foi o nome que a comunidade entusiasta de PC deu quando vazou pela primeira vez no início deste ano.

Dito isto, Phoenix 2 é basicamente apenas um Phoenix menor e não é totalmente novo. Ele tem dois núcleos de CPU a menos, oito núcleos de GPU a menos e é fisicamente menor. Ele também não possui capacidade Ryzen AI e possui um cache L2 um pouco menor, mas isso ocorre apenas porque possui menos núcleos. Mas por outro lado, eles são construídos no mesmo processo TSMC 4nm, usam a mesma arquitetura e têm a mesma quantidade de cache L3.

O que é particularmente interessante é que o Phoenix 2 tem um design CCX único. Nas CPUs Zen, o CCX é um grupo de núcleos e é o menor bloco de construção, em vez de núcleos individuais. Embora a AMD já tenha fabricado CCXs de dois, quatro e oito núcleos, o Phoenix 2 marca a primeira vez que a AMD fabrica um CCX de seis núcleos, e optar por um CCX significa melhores latências de núcleo a núcleo. Mas isso não é apenas um detalhe interessante, é muito crucial para o futuro das CPUs Zen híbridas, já que a AMD não apresenta novos designs CCX com muita frequência quando se trata de contagem de núcleos.

Tudo isso significa que a proporção de núcleos Zen normais para núcleos Zen densos provavelmente será de 1:2 para um enquanto, como é improvável que a AMD substitua o CCX de seis núcleos até que seja pelo menos alguns gerações de idade. Há rumores de que o próximo APU Strix Point será um chip de 12 núcleos, o que significa dois CCXs de seis núcleos. É altamente improvável que futuras APUs construídas com CCX de seis núcleos oferecerão mais de 12 núcleos, já que mais CCXs significam pior núcleo a núcleo latências. Se a AMD quiser mudar a proporção de núcleos de 1:2 ou oferecer mais núcleos por CCX, terá que introduzir um novo CCX, mas isso certamente ocorrerá anos depois.

Como o Phoenix 2 se compara às CPUs híbridas da Intel

A AMD teve o cuidado de observar todas as diferenças entre seus designs híbridos e os da Intel. Os chips híbridos da AMD usarão núcleos que não diferem arquitetonicamente, terão o mesmo IPC, terão SMT/Hyperthreading em todos os núcleos e não exigirão agendamento complexo. Essas são todas as coisas com as quais os atuais chips Raptor Lake da Intel lutam, já que os núcleos P e E da empresa são arquitetonicamente diferentes, enquanto o Zen 4 e o 4c são idênticos. No entanto, o que CPUs Intel desistem nesses aspectos, eles ganham em outros, e isso também vale para as APUs híbridas da AMD.

A única diferença entre o Zen 4 e o 4c em desempenho e eficiência é que o Zen 4 pode atingir velocidades de clock mais altas, e isso é uma faca de dois gumes para a AMD. Em última análise, significa que adicionar núcleos Zen 4c à mistura não altera realmente as características de desempenho ou eficiência ao comparar o Phoenix 2 com um chip Phoenix reduzido. A AMD até admite isso claramente em sua apresentação sobre o Phoenix 2, e embora o Phoenix 2 seja mais eficiente que o Phoenix em TDPs mais baixos, é uma diferença muito pequena que a AMD poderia ter conseguido com o Phoenix apenas ajustando a frequência por essencial.

Por outro lado, os núcleos P e E da Intel usam arquiteturas diferentes para oferecer diferentes perfis de potência e desempenho, com o primeiro oferecendo alto desempenho single-threaded e o último ótimo desempenho multi-threaded em ótimo números. A maior compensação que a AMD está fazendo é confiar em uma arquitetura de núcleo único para sempre atender às suas necessidades de desempenho e eficiência. Se a Intel precisar de maior desempenho single-threaded em seu próximo CPU, ela só precisa se concentrar em redesenhar os núcleos P e pode simplesmente deixar os núcleos E de lado, por exemplo.

Além disso, a geração atual de núcleos Gracemont E da Intel oferece um espaço muito menor e maior densidade de desempenho, assim como o Zen 4c contra o Zen 4. Na verdade, os núcleos Gracemont são menores que os núcleos Zen 4c, apesar de estarem uma geração atrás nóem termos de termos, mas é claro que o Gracemont é muito mais lento que o Zen 4c.

Não é tão simples como a AMD faz parecer com seu design de CPU híbrida, e o Zen 4c realmente não muda muito quando se trata de desempenho e eficiência. Mas é isso, Phoenix 2 não se trata realmente de desempenho e eficiência, mas sim de outra coisa.

Para a AMD, o design híbrido é uma questão de fabricação

O principal benefício do Phoenix 2 e de outras APUs Ryzen híbridas estará na fabricação. O tamanho mais compacto do Zen 4c significa processadores menores, que são obviamente mais baratos de fabricar do que os maiores. A AMD obviamente queria desenvolver uma APU Phoenix menor para dispositivos de baixo custo, mas sem o Zen 4c ela não poderia teria sido tão pequeno, a menos que usasse apenas quatro núcleos Zen 4, o que teria resultado em muito pior desempenho. Os núcleos híbridos permitem que a AMD ofereça o mesmo desempenho por um preço mais baixo ou embolse a diferença e ganhe mais dinheiro.

Embora este seja um benefício que a Intel também obtém com sua abordagem, a AMD está definitivamente investindo muito menos recursos para manter as coisas simples. A relação custo-benefício tem sido o tema da AMD desde que lançou as primeiras CPUs Zen em 2017, e suas APUs híbridas continuam essa tradição. Será interessante ver se a abordagem da AMD em relação ao design híbrido prova ser tão bem-sucedida quanto os chips, um conceito que a Intel está seguindo agora com processadores como Meteor Lake e Ponte Vecchio.

Além disso, não sabemos se a AMD está planejando trazer design híbrido para CPUs Ryzen baseadas em chips. Teoricamente, a AMD poderia combinar um chiplet Zen padrão de oito núcleos com um chip de 16 núcleos Chiplet Zen tipo C (que atualmente é exclusivo para datacenter) e cria facilmente uma CPU de 24 núcleos, o que pode ser atraente para a AMD, já que as CPUs de desktop estão presas em 16 núcleos desde Ryzen 3000. No entanto, tal CPU teria uma configuração tripla CCX e não está claro se funcionaria bem ou mesmo funcionaria. Todos teremos que esperar para ver.