AMD: s hybrid-APU: er är äntligen officiella, men de rör inte på nålen mycket

Viktiga takeaways

• AMD: s hybridförhållningssätt till CPU: er skiljer sig från Intels, med deras Phoenix 2 APU som inte skakar upp saker lika mycket som Intels Alder Lake. Den verkliga fördelen för AMD ligger i tillverkningen, vilket möjliggör mindre och billigare processorer.
• Phoenix 2, AMD: s hybrid-APU, liknar sin föregångare men med färre CPU- och GPU-kärnor. Den bygger på samma process och arkitektur, med små skillnader i cache och funktioner.
• AMD: s val av en enkel-CCX-design för Phoenix 2 förbättrar core-to-core latenser. Förhållandet mellan vanliga Zen-kärnor och täta Zen-kärnor kommer sannolikt att förbli 1:2 under en tid, eftersom AMD kanske inte introducerar en ny CCX-design förrän några generationer senare.

Det var först nyligen som AMD äntligen lanserade sin första hybridprocessorn, i vardagsspråk (men inte officiellt) heter Phoenix 2. Denna APU har två vanliga Zen 4-kärnor och fyra yt- och energieffektiva Zen 4c-kärnor, för totalt sex kärnor. Intel slog AMD på topp med hybridarkitektur, med Lakefield 2020 som ett proof-of-concept och Alder Lake 2021 som den verkliga affären. Nu har AMD kommit ikapp sin rival och kommer att tillverka hybridprocessorer under överskådlig framtid.

Saken är den att AMD: s inställning till hybrid-CPU: er skiljer sig mycket från Intels, och per kärna kommer de inte att skaka om saker lika mycket som Alder Lake och Raptor Lake. Zen 4c är nästan identisk med Zen 4, och även om det finns fördelar med detta, betyder det i slutändan att byta ut några Zen 4-kärnor mot 4c inte kommer att göra någon stor skillnad i prestanda eller effektivitet. För AMD är den verkliga fördelen med hybridarkitektur i tillverkningen, och det är det som kan öppna dörren för några riktigt nya AMD-processorer.

Hur AMD: s första hybridprocessor ser ut

Även om AMD: s hybrid-APU är ett annat chip än den ursprungliga Phoenix APU som lanserades tidigare i år, är dess officiella kodnamn Phoenix. För att undvika förvirring kommer jag att kalla denna hybrid APU Phoenix 2, vilket är vad PC-entusiasten kallade den när den läckte ut tidigare i år.

Med det sagt, Phoenix 2 är i princip bara en mindre Phoenix och är inte helt ny. Den har två färre CPU-kärnor, åtta färre GPU-kärnor och är fysiskt mindre. Den saknar också Ryzen AI-kapacitet och har en något mindre L2-cache, men det beror bara på att den har färre kärnor. Men annars är de byggda på samma TSMC 4nm-process, använder samma arkitektur och har samma mängd L3-cache.

Det som är särskilt intressant är att Phoenix 2 är en enkel-CCX-design. I Zen-processorer är CCX en grupp av kärnor och är den minsta byggstenen, snarare än enskilda kärnor. Medan AMD tidigare har gjort tvåkärniga, fyrkärniga och åttakärniga CCX: er, är Phoenix 2 första gången AMD har gjort en sexkärnig CCX, och att gå med en CCX innebär bättre core-to-core latenser. Men det är inte bara en intressant godbit, det är mycket avgörande för framtiden för hybrid-zen-processorer eftersom AMD inte introducerar nya CCX-designer särskilt ofta när det kommer till antalet kärnor.

Allt detta betyder att förhållandet mellan normala Zen-kärnor och täta Zen-kärnor förmodligen kommer att vara 1:2 för en eftersom det är osannolikt att AMD kommer att ersätta sexkärniga CCX tills det är minst ett par generationer gamla. Den kommande Strix Point APU ryktas vara ett 12-kärnigt chip, vilket betyder två sex-kärniga CCX: er. Det är högst osannolikt framtida APU: er byggda med den sexkärniga CCX kommer att erbjuda mer än 12 kärnor, eftersom fler CCX: er betyder sämre kärna-till-kärna latenser. Om AMD vill ändra kärnförhållandet 1:2 eller erbjuda fler kärnor per CCX, måste man introducera en ny CCX, men det är säkert flera år framåt.

Hur Phoenix 2 jämförs med Intels hybridprocessorer

AMD har varit noga med att notera alla skillnader mellan dess hybriddesign och Intels. AMD: s hybridchip kommer att använda kärnor som inte skiljer sig arkitektoniskt, har samma IPC, har SMT/Hyperthreading över alla kärnor och som inte kräver komplex schemaläggning. Det är alla saker som Intels nuvarande Raptor Lake-chips kämpar med, eftersom företagets P-kärnor och E-kärnor är arkitektoniskt olika, medan Zen 4 och 4c är identiska. Men vad Intel processorer ger upp i de aspekterna, de vinner på andra, och det är lika sant för AMD: s hybrid-APU: er.

Den enda skillnaden mellan Zen 4 och 4c i prestanda och effektivitet är att Zen 4 kan nå högre klockhastigheter, och det är ett tveeggat svärd för AMD. Det betyder i slutändan att att lägga till Zen 4c-kärnor i mixen inte riktigt förändrar prestanda eller effektivitetsegenskaper när man jämför Phoenix 2 med ett nedskäret Phoenix-chip. AMD erkänner till och med detta ganska tydligt i sin presentation om Phoenix 2, och även om Phoenix 2 är effektivare än Phoenix vid lägre TDP: er är det en mycket liten skillnad som AMD kunde ha uppnått med Phoenix bara genom att justera frekvensen per kärna.

Däremot använder Intels P- och E-kärnor olika arkitekturer för att erbjuda olika kraft- och prestandaprofiler, med den förra erbjuder hög enkeltrådig prestanda och den senare stor flertrådig prestanda på topp tal. Den största kompromissen som AMD gör är att förlita sig på en enda kärnarkitektur för att alltid möta dess prestanda- och effektivitetsbehov. Om Intel behöver bättre entrådig prestanda i sin nästa CPU, behöver den bara fokusera på att designa om P-kärnorna och kan helt enkelt lämna E-kärnorna ifred, till exempel.

Dessutom erbjuder Intels nuvarande generation Gracemont E-cores ett mycket mindre fotavtryck och högre prestandatäthet, precis som Zen 4c mot Zen 4. Faktum är att Gracemont-kärnor är mindre än Zen 4c-kärnor trots att de är en generation efter nod-visst, men visst är Gracemont mycket långsammare än Zen 4c.

Det är inte så enkelt som AMD gör det till med sin hybrid-CPU-design, och Zen 4c förändrar verkligen inte mycket när det kommer till prestanda och effektivitet. Men det är grejen, Phoenix 2 handlar egentligen inte om prestanda och effektivitet, utan snarare något annat.

För AMD handlar hybriddesign om tillverkning

Den viktigaste fördelen med Phoenix 2 och andra hybrid Ryzen APU: er kommer att vara i tillverkningen. Zen 4c: s mer kompakta storlek innebär mindre processorer, som uppenbarligen är billigare att tillverka än större. AMD ville uppenbarligen utveckla en mindre Phoenix APU för lägre enheter, men utan Zen 4c kunde det inte har varit så liten om den inte bara använt fyra Zen 4-kärnor, vilket skulle ha resulterat i mycket värre prestanda. Hybridkärnor gör att AMD kan erbjuda samma prestanda till ett lägre pris, eller för att sänka skillnaden och tjäna mer pengar.

Även om detta är en fördel som Intel också får med sitt tillvägagångssätt, investerar AMD definitivt mycket färre resurser genom att hålla saker och ting enkla. Kostnadseffektivitet har varit AMD: s motiv ända sedan de lanserade de första Zen-CPU: erna 2017, och dess hybrid-APU: er fortsätter den traditionen. Det ska bli intressant att se om AMD: s inställning till hybriddesign visar sig vara lika framgångsrik som chiplets, ett koncept som Intel nu följer med processorer som Meteor Lake och Ponte Vecchio.

Dessutom vet vi inte om AMD planerar att föra hybriddesign till chipletbaserade Ryzen-processorer. Teoretiskt sett skulle AMD kunna kombinera en standard åttakärnig Zen-chiplet med en 16-kärnig C-typ Zen-chiplet (som för närvarande är exklusivt för datacentret) och enkelt skapa en 24-kärnig processor, vilket kan vara tilltalande för AMD eftersom stationära processorer har fastnat på 16 kärnor sedan Ryzen 3000. En sådan CPU skulle dock ha en trippel-CCX-konfiguration, och det är oklart om det skulle fungera bra eller till och med fungera alls. Vi får alla vänta och se.