AMD создает гибридный процессор, и вот как он будет выглядеть

Когда в конце 2021 года Intel выпустила чипы Alder Lake 12-го поколения, она сделала нечто действительно уникальное, использовав два совершенно разных типа ядер в одном корпусе. Конечно, Intel не изобретала то, что она называет «гибридной архитектурой», поскольку Arm делала, по сути, то же самое, что она называет «большим». МАЛЕНЬКО в течение многих лет. Однако на настольных компьютерах это имело большое значение, поскольку позволяло Intel достичь высокой производительности, используя при этом меньшую мощность и площадь, чем негибридный процессор. Тем временем AMD продолжает предлагать только одну архитектуру для каждого процессора.

Но так будет не всегда, поскольку AMD уже почти подтвердила, что ее первый гибридный процессор уже не за горами. Это не только большое событие в техническом смысле, но и означает, что AMD впервые делает заметки у Intel ( напоминаем, что Intel однажды высмеяла стратегию AMD по производству чиплетов и теперь производит свои собственные чиплеты под торговой маркой плитка). Мы не знаем точно, как далеко AMD зайдет со своей гибридной архитектурой, но у нас уже есть важные подробности о том, каким, вероятно, будет первый гибридный процессор компании.

Как гибридная архитектура может сделать Ryzen еще лучше

Хотя у AMD есть множество различных процессоров, в этой статье я сосредоточусь только на Ryzen для настольных компьютеров и ноутбуков. статье, главным образом потому, что гибридная архитектура традиционно использовалась для потребительских товаров и не очень (если что-нибудь еще. Однако тезисы, которые я здесь высказываю, в значительной степени применимы и к другим вещам, например к сегменту центров обработки данных.

Люди часто задаются вопросом, почему Intel оснащает свои процессоры слабыми E-ядрами вместо полноценных P-ядер. В конце концов, P-ядра намного быстрее, чем E-ядра, так что, очевидно, Intel срезает углы, верно? Фактически, не только гибридные процессоры, такие как Core i9-13900K, являются одними из лучшие процессоры, доступные сегодня, они были бы невозможны без электронных ядер, и это сводится к двум вещам: мощность и площадь.

Во-первых, хотя P-ядра намного быстрее E-ядер, они также потребляют больше энергии. Для таких процессоров, как 13900K, меньшая эффективность означает меньшую производительность, поскольку она приближается к пределу того, сколько энергии может потреблять процессор, не перегреваясь. Помимо эффективности, ядра E также намного меньше, чем ядра P, и, используя большое количество ядер E, Intel может обеспечить большую производительность при меньшем размере. Большее количество электронных ядер может позволить многопоточным программам масштабироваться на несколько ядер, одновременно получая выгоду от экономии места за счет использования этих меньших ядер.

Предлагая различные ядра, оптимизированные для производительности и эффективности, процессоры с гибридной архитектурой могут обойти фундаментальную загадку проектирования, которая существует в традиционные процессоры. Чтобы повысить однопоточную производительность, вам нужно сделать ядра по отдельности более мощными, но это часто приводит к неэффективному энергопотреблению и использование территории. Однако для лучшей многопоточной производительности вам нужно много ядер, но из-за неэффективности энергопотребления и площади этого добиться сложнее. Предлагая лучшее из обоих миров, гибридная архитектура позволяет обойти эту основную дилемму проектирования.

Как может выглядеть гибридный процессор AMD

Гибридная архитектура, возможно, сделала Лучшие процессоры Intel, а его гибридные процессоры спроектированы так же, как и все гибридные процессоры до него, при этом все ядра процессора используют один и тот же кристалл (так же, как многие процессоры часто включают интегрированную графику вместе с ядрами процессора). Однако возможности AMD сильно отличаются, поскольку помимо традиционных монолитных конструкций компания также использует чиплеты. Несмотря на то, что мы уже многое знаем о первом гибридном чипе AMD, есть еще много возможностей, которые следует рассмотреть.

К счастью, нам не нужно здесь рассуждать об архитектуре, потому что у AMD уже есть большие (производительные) ядра и маленькие (эффективные) ядра. Обычные ядра Zen, такие как Zen 4, будут большими ядрами, а совершенно новые ядра варианта «c» с оптимизированной мощностью и эффективностью использования площади, такие как Zen 4c, будут меньшими. Хотя Zen 4c впервые дебютирует как серверный процессор, оптимизированный для облака, благодаря своей способности 128 ядер на одном процессореИнтересно, всегда ли AMD намеревалась использовать его для гибридной архитектуры или это новый план? Напротив, Первый серверный процессор Intel E-core еще не вышел.

Предлагая различные ядра, оптимизированные для производительности и эффективности, процессоры с гибридной архитектурой могут обойти фундаментальную загадку проектирования, которая существует в традиционных процессорах.

Мы уже знаем некоторые ключевые детали APU AMD Phoenix 2., который станет первым гибридным чипом, который компания выпустит. Мы знаем, что это шестиядерный APU, и можем разумно предположить, что он имеет два ядра Zen 4 и четыре ядра Zen 4c, и в конечном итоге Phoenix 2 значительно меньше Phoenix. Однако в других местах он также значительно урезан по сравнению с обычным APU Phoenix; у него нет возможностей Ryzen AI, а его встроенная графика ограничена четырьмя ядрами, что составляет треть iGPU в Phoenix. Итак, Zen 4c — не единственное, что делает Phoenix 2 меньше.

Хотя Phoenix 2 уже производится и, возможно, даже присутствует в ноутбуках, которые вы можете купить прямо сейчас, есть одна загвоздка. Четырехъядерный процессор Ryzen 3 7440U, по всей видимости, будет использовать как Phoenix, так и процессоры Phoenix. и Чипы Phoenix 2, и поскольку AMD явно хочет, чтобы этот чип работал стабильно, это означает, что 7440U может не в полной мере использовать преимущества гибридной архитектуры Phoenix 2. 7440U может даже использовать только ядра Zen 4c, но мы пока не знаем этого наверняка. Ryzen 5 7540U также может использовать Phoenix 2 (хотя AMD подтвердила, что этого пока не происходит), но он также не сможет в полной мере воспользоваться преимуществами гибридной конструкции.

Кроме того, неясно, насколько полезны будут ядра Zen 4c для мобильных устройств. Хотя AMD заявляет, что ее процессоры Zen 4c для центров обработки данных более эффективны, чем обычные процессоры Zen 4, компания не раскрыто, является ли Zen 4c более эффективным при той же тактовой частоте или он более эффективен, потому что он тактовый ниже. Если Zen 4 на той же частоте так же эффективен, как Zen 4c, то существенным преимуществом является только его плотность. При этом мы, вероятно, узнаем в ближайшем будущем, насколько хорош Phoenix 2, когда он, наконец, будет запущен всерьез.

Одна из проблем, с которой AMD сталкивается на настольных компьютерах, заключается в том, что она может устанавливать только два чиплета ЦП (также называемых Основной комплексный штамп или CCD) в массовом процессоре, и это привело к тому, что Ryzen с 2019 года застрял на 16 ядрах. Для увеличения количества ядер требуется совершенно новый дизайн, который будет дорогим и станет серьезной головной болью; очевидно, что увеличение количества CCD в процессоре невозможно, поскольку в процессорах AM5 Ryzen просто нет места. Однако ПЗС-матрицы Zen 4c имеют 16 ядер, а не 8, как у ПЗС-матриц Zen 4, и использование каждого из них позволит AMD без проблем достичь отметки в 24 ядра.

AMD также может разработать новый чипсет, который будет содержать ядра Zen и Zen c-варианта, что сделает его очень похожим на гибридные процессоры Intel. Однако я не думаю, что AMD будет сделать это, прежде всего потому, что ему не нравится разрабатывать новые чипы, если они не имеют широкого применения, а эти гибридные чиплеты, вероятно, будут использоваться только для Райзен. Кроме того, по техническим причинам каждый чиплет, скорее всего, будет иметь восемь ядер Zen и восемь ядер Zen c-типа, хотя в идеале у вас должно быть больше ядер Zen c-варианта, чем обычных. AMD могла бы внести некоторые архитектурные изменения, чтобы изменить это, но, опять же, AMD ненавидит легкомысленно тратить деньги.

В любом случае, если AMD решит перенести свои компактные ядра C-типа на настольные компьютеры, то нас, вероятно, ждет гораздо большее количество ядер, чем когда-либо прежде. Чиплеты сделали возможным появление первого массового 16-ядерного процессора с процессором AMD Ryzen 9 3950X, а гибридная архитектура Intel Raptor Lake принесла нам первый 24-ядерный процессор для массового рынка. Сочетая чиплеты и гибридную архитектуру, мы могли бы легко увидеть 40-ядерный процессор, если AMD объединит 8-ядерный чиплет, использующий обычные ядра Zen, с 32-ядерным чиплетом, использующим ядра c-варианта.

Для AMD гибридная архитектура естественна и, возможно, даже необходима.

Предлагаемая отмена закона Мура может иметь серьезные последствия для AMD и о том, как она проектирует процессоры. Чиплеты — это способ обойти растущую стоимость производства процессоров, а также снижающиеся улучшения, которые приносит каждый новый процесс. 3-нм технологический узел TSMC, который AMD будет использовать для Zen 5, особенно плох, поскольку в лучшем случае он обеспечивает крошечный увеличение плотности кэша в дополнение к относительно небольшому приросту аналоговой плотности (именно это делает ядра меньше). Для такой инновационной компании, как AMD, внедрение гибридной архитектуры кажется естественным путем вперед.

Phoenix 2 станет первым гибридным чипом AMD, но это может быть только началом. Очевидно, что AMD начинает с малого, создавая чип, который не будет использоваться исключительно для гибридных процессоров. будущих поколений, я не сомневаюсь, что AMD постарается выжать все возможные преимущества из гибрида. архитектура. Для Intel это сработало очень хорошо, так что, возможно, мы увидим, что гибридные конструкции станут основой некоторых Лучшие процессоры AMD в будущем.