De ce Intel și AMD nu fac cipuri precum M2 Max și M2 Ultra

Apple a renunțat la Intel pentru a-și crea propriile procesoare pentru produsele Mac, evident, a mers destul de bine. Cipurile sale M2 bazate pe ARM împachetează atât nuclee puternice de procesor, cât și nuclee GPU într-un singur pachet, oferind o combinație excelentă de performanță de gamă medie cu cea de vârf pentru întregul portofoliu Mac. Acest lucru a beneficiat în special de produse precum MacBook și Mac Mini, care nu au spațiu pentru un puternic placă grafică, dar poate găzdui cipurile M1 și M2 de ultimă generație (cum ar fi M2 Max) cu grafică integrată puternică Destul de bine. M2 Pro, M2 Max și M2 Ultra sunt destul de uimitoare.

Deci, de ce Intel și AMD nu fac același lucru și nu își fac propriile cipuri mari cu multe nuclee CPU și GPU? La urma urmei, amândoi oferă ei înșiși tehnologie bună CPU și GPU, fac lucruri pentru PC de atâta timp ca Apple (și designul procesorului pentru mult mai mult timp) și au mult mai mult control asupra procesorului mai larg piaţă. Dar, în cele din urmă, Intel și AMD au mai multe motive întemeiate să nu copieze variantele mai mari ale M2 de la Apple.

Intel și AMD au capacitatea tehnologică de a face un cip asemănător M2

Dar mai întâi, să scăpăm de un lucru: Intel și AMD pot face un cip ca M2 Max sau chiar M2 Ultra dacă doresc. În timp ce M2 Pro, Max și Ultra sunt destul de diferite de ceea ce ne-am obișnuit în PC, tot ce a făcut Apple a fost să creeze un cip mare care să includă atât nuclee CPU, cât și GPU. Intel și AMD produc procesoare cu grafică integrată de ani de zile și singura diferență substanțială între Core i9-13900K sau Ryzen 9 7950X și seria Apple M2 este că cipurile M2 mai mari au un pachet mult mai mare și mai puternic. GPU.

De asemenea, nu e ca și cum Intel și AMD nu au făcut deja cipuri similare cu procesoarele M2 mai mari, chiar înainte de a ieși M1. Seria Kaby Lake G de la Intel a combinat un procesor Kaby Lake quad-core cu un GPU Vega de gamă medie de la AMD și, deși Kaby Lake G a fost un eșec comercial și nu a funcționat foarte bine, a oferit până la urmă ceea ce era la acea vreme un procesor și un GPU puternic combo.

Unul dintre produsele principale ale AMD este, desigur, APU-ul său, care este de fapt doar un termen de marketing pentru a descrie procesoarele AMD cu grafică integrată destinate jocurilor. Cea mai de succes linie de APU-uri de la AMD sunt cele care intră în console, încă de când Xbox One și PS4 au apărut acum un deceniu. Cele mai recente APU-uri de consolă din seria X și PS5 combină un procesor Zen 2 cu 8 nuclee cu un GPU RDNA2 de gamă medie, punându-l la un nivel similar cel puțin cu M1 Pro și M2 Pro și poate chiar cu unele dintre cipurile superioare de asemenea.

M2 are unele dezavantaje pe care Intel și AMD nu le-ar plăcea

În timp ce seria M2 de la Apple este cu adevărat cool și grozavă pentru Apple, nu este în niciun caz procesorul perfect și are câteva dezavantaje semnificative în comparație cu cipurile de la Intel și AMD. Aceste dezavantaje au de-a face în principal cu memoria, numărul de nuclee și producția, care au un impact mare atât asupra performanței, cât și asupra prețului.

Cel mai ciudat lucru la procesoarele M de la Apple (cel puțin după părerea mea) este memoria. În mod normal, procesoarele și grafica integrată ușoară nu necesită atât de multă lățime de bandă, așa că Intel și AMD tind să-și împerecheze cipurile principale cu magistralele de memorie mici de 128 de biți. Cu toate acestea, GPU-urile necesită multă lățime de bandă de memorie, motiv pentru care GPU-urile discrete sunt asociate cu GDDR VRAM și au mai multe magistrale de memorie, cu 128 de biți fiind de obicei minimul strict și rezervat doar pentru foarte mici GPU-uri.

Cu toate acestea, Apple pune grafică integrată foarte puternică pe cipurile sale M, iar acest lucru necesită mult mai multă lățime de bandă de memorie decât de obicei. În timp ce M2 este normal și are magistrale late de 128 de biți, M2 Pro și M2 Max au lățime de 256 de biți și 512 de biți autobuze și, deoarece M2 Ultra este două M2 Max-uri combinate, asta înseamnă că Ultra are o lățime masivă de 1024 de biți. autobuz. Aceste autobuze ocupă o tonă de spațiu și reprezintă aproximativ 13% din dimensiunea M2 Max și Ultra, ceea ce reprezintă o tonă de spațiu de dedicat doar magistralelor de memorie.

Toată acea zonă rezervată magistralelor de memorie are efect de domino. Este mai puțin spațiu pentru mai multe nuclee CPU și GPU, ceea ce lasă M2 Pro și M2 Max puțin impresionante când vine vorba de performanță pe mm2. De exemplu, cel M2 Ultra în Mac Studio este cu mult în spatele Core i9-13900K și Ryzen 9 7950X (care sunt două dintre cele mai bune procesoare) în benchmark-uri precum Cinebench, în special în performanța multi-threaded. Acestea sunt procesoare mult, mult mai mici datorită faptului că nu sunt blocate de un sistem de memorie masiv necesar unui GPU integrat mare.

Încercarea de a combina un procesor mare, un GPU mare și un sistem de memorie mare într-un singur cip are consecințe asupra producției. La o dimensiune estimată a matriței de 550 mm2 (presupunând că comparația Apple una lângă alta de mai sus este la scară, deoarece nu există măsurătorile par să existe), M2 Max este super mare, iar M2 Ultra este cel mai mare cip de consum realizat vreodată la peste 1.000 mm2. Costul producerii acestor lucruri pe nodul de 5 nm al TSMC trebuie să fie astronomic.

Doar că nu este stilul Intel sau AMD să ofere siliciu foarte specializat pentru mainstream

Dar, în afară de toate problemele hardware pe care cipurile precum versiunile mari ale M2 le introduc, există și o diferență fundamentală în modelele de afaceri aici. Apple este foarte diferit de Intel și AMD: își face procesoarele pentru sine și propriile produse speciale. Între timp, Intel și AMD produc cipuri care alimentează aproape fiecare PC care nu este un Mac în întregime lume, iar urmărirea unei piețe atât de mari înseamnă specializarea este mai degrabă un dezavantaj decât un avantaj. Acest lucru creează un set foarte diferit de stimulente pentru fiecare companie atunci când vine vorba de proiectarea hardware.

Dacă Intel și AMD ar încerca să facă un procesor mare, asemănător lui M2, o problemă majoră ar fi plăcile de bază. Ceea ce este frumos la procesoarele x86 tradiționale, mainstream, este că tind să fie destul de mici și nu necesită nimic nebunesc. Dar pentru a deservi un cip asemănător M2 Max/Ultra, Intel și AMD ar trebui să lanseze noi plăci de bază cu prize masive, tone de Etape VRM și, probabil, opt sloturi de memorie pe care ar trebui să le completați complet cu module rapide pentru a obține un GPU bun performanţă. Este evident foarte scump și foarte greoi.

Apple poate scăpa de toate acestea, deoarece M2 este special creat pentru ce fel de computere Apple vrea să facă și pentru ce doresc clienții săi să cumpere. Intel și AMD nu pot face asta pentru că ne place să avem o mare varietate de procesoare pe care le putem pune în computere personalizate, dar în cele din urmă similare, unde este doar plug and play când vine vorba de RAM, stocare și GPU. Imaginați-vă că trebuie să vă actualizați procesorul de 1.000 mm2 dacă doriți doar mai rapid grafică; dacă ai crezut că RTX 4090 a fost scump, probabil ai da faliment de la un singur upgrade.

Dar funcționează în ambele sensuri, iar M2 are câteva avantaje distincte. De exemplu, în timp ce procesoarele și GPU-urile Apple sunt destul de slabe în comparație cu produsele de vârf ale Intel, AMD și Nvidia, stiva de produse M2 de sus în jos are performanțe de codare de top. Apple poate justifica adăugarea acestor codificatoare la cipurile sale, deoarece mulți oameni folosesc deja dispozitivele Apple pentru a edita videoclipuri. Dar, din moment ce procesoarele Intel și AMD sunt, în esență, cipuri unice pentru o mare varietate de cazuri de utilizare, astfel de codificatoare high-end nu ar avea sens, mai ales atunci când GPU-urile de ultimă generație se pot descurca.

Atât hardware-ul, cât și diferitele modele de afaceri sunt inseparabile unul de celălalt atunci când vine vorba de proiectarea procesoarelor pentru aceste trei companii. Dacă ar fi doar hardware, tehnologie și specificații, atunci probabil că am vedea Intel și AMD încercând să facă și un procesor ca gama M2. Dar Apple este o companie de proiectare de computere care își produce propriile procesoare, în timp ce Intel și AMD sunt companii de proiectare de procesoare care își vând procesoarele altor companii.

Există unele cazuri în care cipurile asemănătoare M2 de la Intel și AMD ar putea prospera

În timp ce computerul tradițional este foarte puțin probabil să fie un spațiu în care Intel și AMD pot introduce un procesor mare cu multe nuclee CPU și GPU, cred că un astfel de cip ar putea avea succes în alte domenii. Una dintre cele mai recente inovații de la Intel și AMD sunt chipleturile (sau „tiglele”, așa cum le numește Intel), care ar facilita construirea unui procesor precum M2, deoarece Intel și AMD. ar putea doar să ia chipleturi care sunt generalizate singure și să le combine în așa fel încât să creeze acest procesor mare și specializat (care ar fi, de asemenea, mai ieftin de făcut cu chiplets).

Consolele sunt un loc evident în care aceste tipuri de cipuri au funcționat pentru x86, dar NUC-urile sau desktop-urile OEM sau chiar laptop-urile ar putea fi mai potrivite pentru un procesor de tip M2. La urma urmei, aceste dispozitive sunt deja destul de blocate și personalizate pentru început, deci beneficiile a folosi hardware care este proiectat să fie compatibil cu o mulțime de alte componente nu este atât de mare afacere. Nu cred că există cerere pentru a face acest lucru realitate, dar aș putea greși și, sincer, sper că sunt pentru că mi-ar plăcea să am ceea ce este, în principiu, o versiune de gaming a Mac Mini sau Mac Studio.