AMD face un procesor hibrid și iată cum va arăta

Când Intel și-a lansat cipurile Alder Lake de a 12-a generație la sfârșitul anului 2021, a făcut ceva cu adevărat unic prin utilizarea a două tipuri complet diferite de nuclee în același pachet. Desigur, Intel nu a inventat ceea ce numește „arhitectură hibridă”, deoarece Arm făcea în esență același lucru sub ceea ce numește mare. PUȚIN de ani de zile. Cu toate acestea, pe desktop, aceasta a fost o problemă importantă, deoarece i-a permis Intel să atingă o cantitate mare de performanță, folosind mai puțină putere și suprafață decât ar avea un procesor non-hibrid. Între timp, AMD a continuat să ofere o singură arhitectură per CPU.

Dar asta nu va fi așa pentru totdeauna, așa cum AMD a confirmat deja că primul său procesor hibrid este la orizont. Nu numai că este o mare problemă din punct de vedere tehnic, dar înseamnă și că AMD ia notițe de la Intel pentru o dată (o reamintim că Intel a batjocorit cândva strategia chiplet-ului AMD și acum își face propriile chipleturi, care sunt marcate ca gresie). Nu știm exact cât de departe va ajunge AMD cu arhitectura sa hibridă, dar avem deja detalii cruciale despre ceea ce va fi probabil primul procesor hibrid al companiei.

Cum arhitectura hibridă poate face Ryzen și mai bun

Deși AMD are o mulțime de produse CPU diferite, mă concentrez doar pe Ryzen pentru desktop-uri și laptop-uri în acest sens. articol, mai ales pentru că arhitectura hibridă a fost folosită în mod tradițional pentru produse de consum și nu mult (dacă altceva. Totuși, punctele pe care le fac aici se vor aplica în mare măsură altor lucruri, cum ar fi segmentul centrelor de date.

Unul dintre lucrurile despre care văd că oamenii se întreabă în mod obișnuit este de ce Intel își împachetează procesoarele cu nuclee E slabe în loc să devină P-core complet. La urma urmei, nucleele P sunt mult mai rapide decât nucleele E, așa că, evident, Intel face colțuri, nu? De fapt, nu numai procesoarele hibride precum Core i9-13900K sunt unele dintre ele cele mai mari procesoare disponibile astăzi, nici măcar nu ar fi posibile fără E-core și se reduce la două lucruri: putere și zonă.

În primul rând, în timp ce nucleele P sunt mult mai rapide decât nucleele E, ele consumă și mai multă putere. Pentru procesoarele precum 13900K, o eficiență mai mică înseamnă mai puțină performanță, deoarece atinge limita cantității de energie pe care o poate consuma un procesor fără să se încălzească prea mult. Pe lângă eficiență, nucleele E sunt, de asemenea, mult mai mici decât nucleele P și, folosind o mulțime de nuclee E, Intel poate pune mai multă performanță într-o dimensiune mai mică. Mai multe nuclee E pot permite programelor cu mai multe fire să se extindă pe mai multe nuclee, profitând în același timp de beneficiile economiilor de spațiu din utilizarea acestor nuclee mai mici.

Oferind diferite nuclee optimizate pentru performanță și eficiență, procesoarele cu arhitectură hibridă sunt capabile să ocolească o enigmă fundamentală de proiectare care există în procesoare tradiționale. Pentru a crește performanța cu un singur fir, trebuie să faceți nucleele individual mai robuste, dar acest lucru duce adesea la un consum ineficient de energie și utilizarea zonei. Pentru o performanță mai bună cu mai multe fire, totuși, aveți nevoie de o mulțime de nuclee, dar puterea și ineficiența zonei fac acest lucru mai greu de realizat. Oferind tot ce este mai bun din ambele lumi, arhitectura hibridă ocolește această dilemă de design de bază.

Cum ar putea arăta un procesor AMD hibrid

Arhitectura hibridă a făcut fără îndoială Cele mai bune procesoare Intel, iar procesoarele sale hibride sunt proiectate ca fiecare procesor hibrid dinaintea lui, toate nucleele CPU împărtășind același siliciu (la fel ca multe procesoare încorporează adesea grafică integrată alături de nucleele CPU). Cu toate acestea, posibilitățile cu AMD sunt mult diferite, deoarece compania folosește și chipleturi pe lângă modelele tradiționale, monolitice. Chiar dacă știm deja multe despre primul cip hibrid de la AMD, există multe mai multe posibilități de luat în considerare.

Din fericire, nu trebuie să speculăm despre arhitectură aici, deoarece AMD are deja nuclee mari (de performanță) și nuclee mici (de eficiență). Miezurile Zen obișnuite, cum ar fi Zen 4, ar fi nucleele mari, în timp ce nucleele nou-nouțe cu variante „c” optimizate pentru putere și eficiența zonei, cum ar fi Zen 4c, ar fi cele mici. Deși Zen 4c debutează pentru prima dată ca un procesor de server optimizat pentru cloud datorită capacității sale de a pune 128 de nuclee pe un singur CPU, Mă întreb dacă AMD a intenționat întotdeauna să-l folosească pentru arhitectura hibridă sau dacă acesta este un plan nou. În contrast, Primul procesor pentru server E-core de la Intel nu a apărut încă.

Oferind diferite nuclee optimizate pentru performanță și eficiență, procesoarele cu arhitectură hibridă sunt capabile să ocolească o enigmă fundamentală de design care există în procesoarele tradiționale.

Știm deja câteva dintre detaliile cheie ale APU Phoenix 2 de la AMD, care este primul cip hibrid pe care compania îl va lansa. Știm că este un APU cu șase nuclee și putem presupune în mod rezonabil că are două nuclee Zen 4 și patru nuclee Zen 4c, iar rezultatul final este că Phoenix 2 este semnificativ mai mic decât Phoenix. Cu toate acestea, este, de asemenea, redus semnificativ în comparație cu APU-ul Phoenix obișnuit din alte locuri; nu are capabilități Ryzen AI, iar grafica sa integrată este limitată la patru nuclee, adică o treime din iGPU din Phoenix. Deci, Zen 4c nu este singurul lucru care face Phoenix 2 mai mic.

În timp ce Phoenix 2 este fabricat și poate fi chiar și în laptopuri pe care le puteți cumpăra chiar acum, există o captură. Ryzen 3 7440U quad-core se pare că va folosi ambele Phoenix și Cipurile Phoenix 2 și, din moment ce AMD dorește în mod evident ca acest cip să funcționeze constant, asta înseamnă că 7440U ar putea să nu profite pe deplin de arhitectura hibridă din Phoenix 2. 7440U ar putea chiar să folosească doar nucleele Zen 4c, dar încă nu știm acest lucru cu siguranță. Ryzen 5 7540U ar putea folosi și Phoenix 2 (deși AMD a confirmat că acest lucru nu se întâmplă încă), dar nici nu va profita din plin de designul hibrid.

În plus, nu este clar cât de benefice vor fi nucleele Zen 4c pentru mobil. În timp ce AMD a spus că procesoarele sale Zen 4c pentru centrele de date sunt mai eficiente decât procesoarele sale obișnuite Zen 4, compania nu a dezvăluit dacă Zen 4c este mai eficient la aceeași viteză de ceas sau dacă este mai eficient pentru că este tactat inferior. Dacă Zen 4 este la fel de eficient ca Zen 4c la aceeași frecvență, atunci doar densitatea sa este un avantaj semnificativ. Acestea fiind spuse, probabil că vom ști în viitorul apropiat cât de bun este Phoenix 2 odată ce va fi lansat în sfârșit serios.

O problemă cu care se confruntă AMD pe desktop-uri este că poate pune doar două chipleturi CPU (numite și a Core Complex Die sau un CCD) într-un procesor mainstream și asta a lăsat Ryzen blocat la 16 nuclee din 2019. Obținerea unui număr mai mare de nuclee necesită un design nou-nouț, care ar fi costisitor și o durere de cap majoră; evident, creșterea numărului de CCD-uri pe procesor nu este posibilă, deoarece procesoarele AM5 Ryzen pur și simplu nu au spațiu. Cu toate acestea, CCD-urile Zen 4c au 16 nuclee, mai degrabă decât cele 8 de pe CCD-urile Zen 4, iar utilizarea unuia din fiecare ar permite AMD să atingă marca de 24 de nuclee fără probleme.

AMD ar putea proiecta, de asemenea, un nou chiplet care conține atât nuclee Zen, cât și Zen variante c, făcându-l destul de asemănător cu procesoarele hibride Intel. Cu toate acestea, nu cred că AMD o va face faceți acest lucru, în primul rând pentru că nu-i place să proiecteze noi cipuri, cu excepția cazului în care ar avea cazuri de utilizare largi, iar aceste cipuri hibride ar fi probabil folosite doar pentru Ryzen. În plus, din motive tehnice, fiecare chiplet ar veni probabil cu opt nuclee Zen și opt nuclee Zen de tip c, atunci când în mod ideal, ați avea mai multe nuclee Zen variante c decât cele obișnuite. AMD ar putea face unele modificări arhitecturale pentru a schimba asta, dar din nou, AMD urăște să cheltuiască bani în mod frivol.

Indiferent, dacă AMD alege să-și aducă nucleele compacte de tip c pe desktop, atunci probabil că avem un număr mult, mult mai mare de nuclee decât am văzut până acum. Chipleturile au făcut posibil primul procesor mainstream cu 16 nuclee cu Ryzen 9 3950X de la AMD, iar arhitectura hibridă din Intel Raptor Lake ne-a adus primul procesor cu 24 de nuclee pentru mainstream. Cu chipleturile și arhitectura hibridă combinate, am putea vedea cu ușurință un procesor cu 40 de nuclee dacă AMD combină un chiplet cu 8 nuclee folosind nuclee Zen obișnuite cu un chiplet cu 32 de nuclee folosind nuclee varianta c.

Pentru AMD, arhitectura hibridă este naturală și poate chiar necesară

Moartea propusă a Legii lui Moore poate avea consecințe profunde pentru AMD și modul în care proiectează procesoarele. Chipleturile sunt o modalitate de a ocoli costurile tot mai mari ale procesoarelor de fabricație, precum și îmbunătățirile în scădere pe care le aduce fiecare nou proces. Nodul de proces de 3 nm al TSMC, pe care AMD îl va folosi pentru Zen 5, este deosebit de slab, deoarece oferă, în cel mai bun caz, un mic creșterea densității cache-ului în plus față de un câștig relativ slab în densitatea analogică (care este ceea ce face ca nucleele mai mic). Pentru o companie inovatoare precum AMD, încorporarea arhitecturii hibride pare a fi calea naturală de urmat.

Phoenix 2 va fi primul cip hibrid de la AMD, dar ar putea fi doar începutul. AMD începe în mod clar cu un cip care nu va fi folosit exclusiv pentru procesoare hibride, ci în generațiile viitoare, nu mă îndoiesc că AMD va încerca să profite de toate avantajele hibridului arhitectură. A funcționat foarte bine pentru Intel, așa că poate vom vedea că modelele hibride le pot ajuta pe o parte Cele mai bune procesoare de la AMD în viitor.