AMD створює гібридний процесор, і ось як він виглядатиме

Коли наприкінці 2021 року Intel випустила чіпи Alder Lake 12-го покоління, вона зробила щось дійсно унікальне, використовуючи два абсолютно різних типи ядер в одному пакеті. Звичайно, Intel не винаходила те, що вона називає «гібридною архітектурою», оскільки Arm робила по суті те ж саме, що вона називає великою. МАЛО років. Однак для настільного комп’ютера це було великою справою, оскільки це дозволило Intel досягти високої продуктивності, використовуючи менше енергії та площі, ніж негібридний процесор. Тим часом AMD продовжує пропонувати лише одну архітектуру для кожного процесора.

Але це не буде так вічно, як AMD вже майже підтвердила, що її перший гібридний процесор на горизонті. Це не тільки велика справа в технічному сенсі, але це також означає, що AMD на цей раз бере нотатки від Intel (а нагадування про те, що Intel свого часу висміювала стратегію мікросхем AMD і тепер створює власні мікросхеми, які називаються плитки). Ми точно не знаємо, як далеко зайде AMD зі своєю гібридною архітектурою, але ми вже маємо важливі деталі щодо того, яким, ймовірно, буде перший гібридний процесор компанії.

Як гібридна архітектура може зробити Ryzen ще кращим

Незважаючи на те, що AMD має багато різних процесорів, я зосереджуся лише на Ryzen для настільних ПК і ноутбуків у цьому статтю, головним чином тому, що гібридна архітектура традиційно використовувалася для споживчих речей і не дуже (якщо Ще щось. Проте те, що я тут висловлюю, значною мірою стосується інших речей, таких як сегмент центрів обробки даних.

Одна з речей, про які я часто бачу, як люди дивуються, це те, чому Intel комплектує свої процесори слабкими E-ядрами замість повного P-ядра. Зрештою, P-ядра набагато швидші за E-ядра, тож, очевидно, Intel скорочує кути, чи не так? Насправді, не тільки гібридні процесори, такі як Core i9-13900K, є одними з найкращі процесори, доступні сьогодні, вони були б навіть неможливі без E-cores, і це зводиться до двох речей: потужність і площа.

По-перше, хоча P-ядра набагато швидше, ніж E-ядра, вони також споживають більше енергії. Для таких процесорів, як 13900K, менша ефективність означає меншу продуктивність, оскільки вона досягає межі того, скільки енергії ЦП може реально споживати, не перегріваючись. Окрім ефективності, E-ядра також набагато менші за P-ядра, і використовуючи велику кількість E-ядер, Intel може вмістити більшу продуктивність у менший розмір. Більше E-ядер може дозволити багатопоточним програмам масштабуватись на кількох ядрах, а також отримати переваги економії простору від використання цих менших ядер.

Пропонуючи різні ядра, оптимізовані для продуктивності та ефективності, процесори з гібридною архітектурою можуть обійти фундаментальну головоломку дизайну, яка існує в традиційні процесори. Щоб підвищити однопотокову продуктивність, вам потрібно зробити окремі ядра потужнішими, але це часто призводить до неефективного енергоспоживання та використання площі. Однак для кращої багатопоточної продуктивності вам потрібно багато ядер, але неефективність потужності та площі ускладнює досягнення. Пропонуючи найкраще з обох світів, гібридна архітектура обходить цю основну дилему дизайну.

Як може виглядати гібридний процесор AMD

Можливо, створена гібридна архітектура Найкращі процесори Intel, і його гібридні процесори розроблені як усі гібридні процесори до нього, з усіма ядрами процесора, що використовують один і той же кремній (подібно до того, як багато процесорів часто включають інтегровану графіку поряд з ядрами процесора). Однак можливості AMD значно відрізняються, оскільки компанія також використовує чіплети на додаток до традиційних, монолітних конструкцій. Незважаючи на те, що ми вже багато знаємо про перший гібридний чіп AMD, є багато інших можливостей для розгляду.

На щастя, нам не потрібно міркувати про архітектуру, оскільки AMD вже має великі (продуктивні) ядра та маленькі (ефективні) ядра. Звичайні ядра Zen, такі як Zen 4, будуть великими ядрами, тоді як абсолютно нові ядра варіанту «c», оптимізовані за потужністю та площею, такі як Zen 4c, будуть маленькими. Хоча Zen 4c вперше дебютує як серверний ЦП, оптимізований для хмари, завдяки своїй здатності 128 ядер на одному ЦП, мені цікаво, чи AMD завжди збиралася використовувати його для гібридної архітектури, чи це новий план. На відміну від, Перший серверний процесор Intel E-core ще не вийшов.

Пропонуючи різні ядра, оптимізовані для продуктивності та ефективності, процесори з гібридною архітектурою можуть обійти фундаментальну головоломку дизайну, яка існує в традиційних процесорах.

Ми вже знаємо деякі ключові деталі APU Phoenix 2 AMD, який є першим гібридним чіпом, який компанія випустить. Ми знаємо, що це шестиядерний APU, і ми можемо розумно припустити, що він має два ядра Zen 4 і чотири ядра Zen 4c, і кінцевий результат полягає в тому, що Phoenix 2 значно менший за Phoenix. Однак він також значно скорочений порівняно зі звичайним APU Phoenix в інших місцях; він не має можливостей Ryzen AI, а його вбудована графіка обмежена чотирма ядрами, що становить третину iGPU у Phoenix. Отже, Zen 4c — це не єдине, що робить Phoenix 2 меншим.

Хоча Phoenix 2 виробляється і, можливо, навіть є в ноутбуках, які ви можете купити прямо зараз, є підступ. Чотириядерний Ryzen 3 7440U, схоже, використовуватиме обидва Phoenix і Чипи Phoenix 2, і оскільки AMD, очевидно, хоче, щоб цей чіп працював стабільно, це означає, що 7440U може не використовувати всі переваги гібридної архітектури Phoenix 2. 7440U може навіть використовувати тільки ядра Zen 4c, але ми ще не знаємо цього напевно. Ryzen 5 7540U також може використовувати Phoenix 2 (хоча AMD підтвердила, що цього ще не відбувається), але він також не буде повністю використовувати переваги гібридного дизайну.

Крім того, незрозуміло, наскільки ядра Zen 4c будуть корисними для мобільних пристроїв. Незважаючи на те, що AMD заявила, що її ЦП Zen 4c ефективніші за звичайні процесори Zen 4, компанія не розголошує, чи Zen 4c ефективніший за тієї самої тактової частоти, чи він ефективніший через тактову частоту нижче. Якщо Zen 4 настільки ж ефективний, як Zen 4c на тій же частоті, то лише його щільність є значною перевагою. Зважаючи на це, ми, ймовірно, дізнаємося найближчим часом, наскільки хороший Phoenix 2, коли його нарешті запустять всерйоз.

Одна з проблем, з якою AMD стикається на настільних комп’ютерах, полягає в тому, що вона може встановити лише два мікросхеми ЦП (також називають Штамп Core Complex або CCD) у звичайному процесорі, і це залишило Ryzen на 16 ядрах з 2019 року. Щоб отримати більшу кількість ядер, потрібен абсолютно новий дизайн, який буде дорогим і головним болем; очевидно, що збільшення кількості ПЗЗ-матриць на ЦП неможливо, оскільки процесори AM5 Ryzen просто не мають місця. Однак ПЗЗ-матриці Zen 4c мають 16 ядер, а не 8 ядер у Zen 4, і використання одного з них дозволить AMD без проблем досягти позначки в 24 ядра.

AMD також може розробити новий чіплет, який містить ядра Zen і Zen c-variant, що робить його дуже схожим на гібридні процесори Intel. Однак я не думаю, що AMD буде зробити це, насамперед тому, що йому не подобається розробляти нові мікросхеми, якщо вони не мають широкого використання, і ці гібридні мікросхеми, ймовірно, використовуватимуться лише для Ryzen. Крім того, з технічних причин кожен чіплет, швидше за все, постачатиметься з вісьмома ядрами Zen і вісьмома ядрами Zen c-type, тоді як в ідеалі у вас буде більше ядер Zen c-variant, ніж звичайних. AMD могла б зробити деякі архітектурні зміни, щоб змінити це, але знову ж таки, AMD ненавидить легковажне витрачання грошей.

Незважаючи на це, якщо AMD вирішить вивести свої компактні ядра c-типу на настільний комп’ютер, то, ймовірно, нас чекає набагато, набагато більша кількість ядер, ніж ми коли-небудь бачили раніше. Chiplets зробили можливим перший масовий 16-ядерний процесор AMD Ryzen 9 3950X, а гібридна архітектура в Raptor Lake від Intel принесла нам перший 24-ядерний процесор для мейнстріму. З поєднанням чіплетів і гібридної архітектури ми могли б легко побачити 40-ядерний ЦП, якщо AMD поєднає 8-ядерний чіплет із звичайними ядрами Zen і 32-ядерний чіплет із використанням ядер C-variant.

Для AMD гібридна архітектура є природною і, можливо, навіть необхідною

Пропонована смерть закону Мура може мати серйозні наслідки для AMD і як вона розробляє процесори. Мікросхеми — це спосіб обійти зростаючі витрати на виробництво процесорів, а також зменшення покращень, які приносить кожен новий процес. 3-нм технологічний вузол TSMC, який AMD використовуватиме для Zen 5, є особливо поганим, оскільки він забезпечує, у кращому випадку, крихітний збільшення щільності кешу на додаток до відносно слабкого приросту аналогової щільності (що робить ядра менший). Для такої інноваційної компанії, як AMD, впровадження гібридної архітектури виглядає природним шляхом.

Phoenix 2 стане першим гібридним чіпом AMD, але це може бути лише початком. Очевидно, що AMD починає тут з малого, створюючи чіп, який використовуватиметься не виключно для гібридних процесорів, а в майбутніх поколінь, я не сумніваюся, що AMD спробує вичавити з гібрида всі можливі переваги архітектура. Для Intel це спрацювало дуже добре, тож, можливо, ми побачимо, що гібридні конструкції стануть потужними Найкращі процесори AMD в майбутньому.