AMD vyrába hybridný procesor a takto to bude vyzerať

Keď spoločnosť Intel koncom roka 2021 uviedla na trh svoje čipy Alder Lake 12. generácie, urobila niečo skutočne jedinečné tým, že použila dva úplne odlišné druhy jadier v rovnakom balení. Intel samozrejme nevynašiel to, čo nazýva „hybridná architektúra“, pretože Arm robil v podstate to isté pod tým, čo nazýva veľký. MÁLO už roky. Na stolných počítačoch to však bola veľká vec, pretože to Intelu umožnilo dosiahnuť vysoký výkon pri použití menšieho množstva energie a plochy, ako by mal nehybridný procesor. AMD medzitým naďalej ponúka len jednu architektúru na procesor.

Ale nebude to tak navždy, ako AMD už takmer potvrdilo, že jej prvý hybridný procesor je na obzore. Nielenže je to veľký problém v technickom zmysle, ale tiež to znamená, že AMD si raz robí poznámky od Intelu (a pripomenieme, že Intel sa kedysi vysmieval chipletovej stratégii AMD a teraz vyrába vlastné chiplety, ktoré sú označené ako dlaždice). Nevieme presne, ako ďaleko AMD zájde so svojou hybridnou architektúrou, ale už máme zásadné podrobnosti o tom, čo bude pravdepodobne prvým hybridným CPU spoločnosti.

Ako môže hybridná architektúra urobiť Ryzen ešte lepším

Aj keď má AMD veľa rôznych CPU produktov, v tomto sa zameriavam len na Ryzen pre stolné počítače a notebooky článok, hlavne preto, že hybridná architektúra sa tradične používa na spotrebiteľské veci a nie veľa (ak čokoľvek iné. Body, ktoré tu uvádzam, sa však vo veľkej miere budú vzťahovať na iné veci, ako je segment dátových centier.

Jedna z vecí, o ktorých bežne vidím, že sa ľudia čudujú, je, prečo Intel nabaľuje svoje procesory slabými E-jadrami namiesto toho, aby šiel na plné P-jadro. Koniec koncov, P-jadrá sú oveľa rýchlejšie ako E-jadrá, takže Intel samozrejme obmedzuje, však? V skutočnosti nie sú len hybridné CPU ako Core i9-13900K niektoré z nich najväčšie CPU dostupné v súčasnosti, bez E-jadier by to ani nešlo a ide o dve veci: výkon a oblasť.

Po prvé, zatiaľ čo jadrá P sú oveľa rýchlejšie ako jadrá E, spotrebúvajú aj viac energie. V prípade procesorov, ako je 13900K, nižšia účinnosť znamená nižší výkon, pretože naráža na limit toho, koľko energie môže procesor spotrebovať bez toho, aby sa príliš zahrial. Okrem efektívnosti sú E-jadrá tiež oveľa menšie ako P-jadrá a vďaka použitiu veľkého množstva E-jadier môže Intel zabaliť viac výkonu do menšej veľkosti. Viac e-jadier umožňuje viacvláknovým programom škálovať na viaceré jadrá a zároveň využívať výhody úspory miesta pri používaní týchto menších jadier.

Tým, že ponúkajú rôzne jadrá optimalizované pre výkon a efektivitu, sú CPU s hybridnou architektúrou schopné obísť základný konštrukčný hlavolam, ktorý existuje v tradičné CPU. Ak chcete zvýšiť výkon s jedným vláknom, musíte zvýšiť výkon jednotlivých jadier, čo však často vedie k neefektívnej spotrebe energie a využitie plochy. Pre lepší viacvláknový výkon však potrebujete veľa jadier, ale výkon a neefektívnosť oblasti to sťažujú. Tým, že ponúka to najlepšie z oboch svetov, hybridná architektúra obchádza túto základnú dilemu dizajnu.

Ako môže vyzerať hybridný procesor AMD

Hybridná architektúra pravdepodobne urobila Najlepšie procesory Intela jeho hybridné CPU sú navrhnuté ako každý hybridný CPU predtým, pričom všetky jadrá CPU zdieľajú rovnaký kremík (podobne ako mnohé CPU často obsahujú integrovanú grafiku popri jadrách CPU). Možnosti s AMD sú však veľmi odlišné, pretože spoločnosť okrem tradičných, monolitických dizajnov používa aj čipy. Aj keď už vieme veľa o prvom hybridnom čipe AMD, existuje oveľa viac možností, ktoré treba zvážiť.

Našťastie tu nemusíme špekulovať o architektúre, pretože AMD už má veľké (výkonné) jadrá a malé (účinné) jadrá. Bežné jadrá Zen, ako je Zen 4, by boli veľké jadrá, zatiaľ čo úplne nové jadrá variantu „c“ s optimalizovaným výkonom a plošnou účinnosťou, ako napríklad Zen 4c, by boli malé. Hoci Zen 4c prvýkrát debutuje ako serverový procesor optimalizovaný pre cloud vďaka svojej schopnosti vložiť 128 jadier na jednom CPUZaujímalo by ma, či to AMD vždy zamýšľalo použiť pre hybridnú architektúru, alebo či je to nový plán. naopak, Prvý serverový procesor Intel E-core ešte nevyšiel.

Tým, že ponúkajú rôzne jadrá optimalizované pre výkon a efektivitu, sú CPU s hybridnou architektúrou schopné obísť základnú konštrukčnú hádanku, ktorá existuje v tradičných CPU.

Niektoré kľúčové detaily APU Phoenix 2 od AMD už poznáme, čo je prvý hybridný čip, ktorý spoločnosť uvedie na trh. Vieme, že ide o šesťjadrové APU a môžeme dôvodne predpokladať, že má dve jadrá Zen 4 a štyri jadrá Zen 4c a konečným výsledkom je, že Phoenix 2 je výrazne menší ako Phoenix. Je však tiež výrazne znížená v porovnaní s bežným APU Phoenix na iných miestach; nemá schopnosti Ryzen AI a jeho integrovaná grafika je obmedzená na štyri jadrá, čo je tretina iGPU vo Phoenixe. Zen 4c teda nie je jediná vec, ktorá robí Phoenix 2 menším.

Zatiaľ čo sa Phoenix 2 vyrába a môže byť aj v notebookoch, ktoré si môžete kúpiť práve teraz, je tu háčik. Štvorjadrový Ryzen 3 7440U bude zdanlivo využívať oba Phoenix a Čipy Phoenix 2, a keďže AMD samozrejme chce, aby tento čip fungoval konzistentne, znamená to, že 7440U nemusí plne využívať hybridnú architektúru vo Phoenixe 2. 7440U môže dokonca používať iba jadrá Zen 4c, ale zatiaľ to nevieme s istotou. Ryzen 5 7540U by mohol využívať aj Phoenix 2 (aj keď AMD potvrdilo, že sa to zatiaľ nedeje), no ani ten nebude plne využívať výhody hybridného dizajnu.

Okrem toho nie je jasné, aké prospešné budú jadrá Zen 4c pre mobilné zariadenia. Hoci spoločnosť AMD uviedla, že jej procesory dátového centra Zen 4c sú efektívnejšie ako bežné procesory Zen 4, spoločnosť nezverejnili, či je Zen 4c efektívnejší pri rovnakej rýchlosti hodín alebo či je efektívnejší, pretože je taktovaný nižšie. Ak je Zen 4 rovnako účinný ako Zen 4c pri rovnakej frekvencii, potom je výraznou výhodou iba jeho hustota. Ako už bolo povedané, pravdepodobne sa v blízkej budúcnosti dozvieme, aký dobrý je Phoenix 2, keď bude konečne skutočne spustený.

Jedným z problémov, s ktorými sa AMD stretáva na stolných počítačoch, je to, že môže umiestniť iba dva čiplety CPU (nazývané aj a Core Complex Die alebo CCD) v bežnom CPU, a tak Ryzen od roku 2019 zostal na 16 jadrách. Získanie vyššieho počtu jadier vyžaduje úplne nový dizajn, ktorý by bol drahý a bol by veľkým problémom; Je zrejmé, že zvýšenie počtu CCD na CPU nie je možné, pretože CPU AM5 Ryzen jednoducho nemajú priestor. CCD Zen 4c však majú 16 jadier namiesto 8 na CCD Zen 4 a použitie jedného z nich by umožnilo AMD bez problémov dosiahnuť 24-jadrovú značku.

AMD by tiež mohlo navrhnúť nový čiplet, ktorý bude obsahovať jadrá Zen aj Zen c-variant, vďaka čomu bude veľmi podobný hybridným procesorom Intel. Nemyslím si však, že AMD bude Urobte to predovšetkým preto, že nerád navrhuje nové čipy, pokiaľ by nemali široké možnosti použitia a tieto hybridné čiplety by sa pravdepodobne používali iba na Ryzen. Navyše, z technických dôvodov by sa každý chiplet pravdepodobne dodával s ôsmimi jadrami Zen a ôsmimi jadrami typu Zen c, pričom v ideálnom prípade by ste mali viac jadier Zen c-varianty ako bežných jadier. AMD by mohlo urobiť nejaké architektonické úpravy, aby to zmenilo, ale opäť AMD nenávidí utrácať peniaze ľahkomyseľne.

Bez ohľadu na to, ak sa AMD rozhodne priniesť svoje kompaktné jadrá typu c na stolné počítače, potom nás pravdepodobne čaká oveľa, oveľa vyšší počet jadier, ako sme kedy predtým videli. Chiplety umožnili prvý mainstreamový 16-jadrový procesor s AMD Ryzen 9 3950X a hybridná architektúra v Intel Raptor Lake nám priniesla prvý 24-jadrový procesor pre mainstream. Vďaka kombinácii čipletov a hybridnej architektúry by sme mohli ľahko vidieť 40-jadrový procesor, ak AMD skombinuje 8-jadrový čiplet využívajúci bežné jadrá Zen s 32-jadrovým čipletom využívajúcim jadrá vo variante c.

Pre AMD je hybridná architektúra prirodzená a možno aj nevyhnutná

Navrhovaná smrť Moorovho zákona môže mať hlboké následky pre AMD a ako navrhuje CPU. Chiplety predstavujú spôsob, ako obísť rastúce náklady na výrobu procesorov, ako aj klesajúce zlepšenia, ktoré každý nový proces prináša. Procesný uzol TSMC 3nm, ktorý bude AMD používať pre Zen 5, je obzvlášť slabý, pretože poskytuje prinajlepšom malý zvýšenie hustoty vyrovnávacej pamäte spolu s relatívne slabým ziskom analógovej hustoty (čo spôsobuje, že jadrá menšie). Pre inovatívnu spoločnosť, ako je AMD, sa začlenenie hybridnej architektúry javí ako prirodzená cesta vpred.

Phoenix 2 bude prvým hybridným čipom AMD, no môže to byť len začiatok. AMD tu jednoznačne začína v malom s čipom, ktorý nebude výhradne používaný pre hybridné procesory, ale v prichádzajúcich generácií nepochybujem o tom, že AMD sa bude snažiť z hybridu vyžmýkať všetky svoje výhody architektúra. Pre Intel to fungovalo naozaj dobre, takže možno uvidíme hybridné dizajny, ktoré budú poháňať niektoré z nich Najlepšie procesory AMD v budúcnosti.