Чому Intel і AMD не виробляють такі чіпи, як M2 Max і M2 Ultra

Відмова Apple від Intel для виробництва власних процесорів для продуктів Mac, очевидно, пройшла досить добре. Його чіпи M2 на базі ARM об’єднують потужні ядра процесора та графічного процесора в одному корпусі, пропонуючи чудове поєднання продуктивності середнього та високого рівня для всього портфоліо Mac. Це особливо виграло від таких продуктів, як MacBook і Mac Mini, у яких немає місця для потужних пристроїв графічна карта, але може вмістити високоякісні чіпи M1 і M2 (наприклад, M2 Max) із потужною інтегрованою графікою просто добре. M2 Pro, M2 Max і M2 Ultra дивовижні.

То чому б Intel і AMD не зробити те ж саме і не виготовити власні великі мікросхеми з великою кількістю процесорних і графічних ядер? Зрештою, вони обидва самі пропонують хороші технології CPU та GPU, вони так довго займаються ПК як Apple (і дизайн процесора набагато довше), і вони мають набагато більше контролю над ширшим процесором ринку. Але, зрештою, у Intel і AMD є кілька вагомих причин не копіювати більші варіанти M2 від Apple.

У Intel і AMD є технологічні можливості для створення чіпа, схожого на M2

Але спершу давайте розберемося: Intel і AMD можуть створити чіп на зразок M2 Max або навіть M2 Ultra, якщо захочуть. Незважаючи на те, що M2 Pro, Max і Ultra значно відрізняються від того, до чого ми звикли в ПК, все, що зробила Apple, це створила великий чіп, який включає ядра ЦП і ГП. Intel і AMD роками створюють процесори з інтегрованою графікою, і єдина суттєва різниця між Core i9-13900K або Ryzen 9 7950X і серія Apple M2 полягає в тому, що більші чіпи M2 містять набагато більший і потужніший GPU.

Це також не те, що Intel і AMD ще не створювали чіпи, схожі на більші процесори M2, навіть до появи M1. Серія Kaby Lake G від Intel поєднала чотирьохядерний процесор Kaby Lake із графічним процесором Vega середнього класу від AMD, і хоча Kaby Lake G був комерційним провалом і не працював надто добре, але врешті-решт він запропонував потужний процесор і графічний процесор на той час комбо.

Звичайно, одним із основних продуктів AMD є APU, який насправді є лише маркетинговим терміном для опису процесорів AMD із вбудованою графікою, призначених для ігор. Найуспішніша лінійка APU AMD – це ті, які входять у консолі, відтоді як Xbox One та PS4 вийшли десять років тому. Найновіші консольні процесори серії X і PS5 поєднують 8-ядерний процесор Zen 2 із графічним процесором середнього класу RDNA2, поставивши його на подібний рівень принаймні до M1 Pro та M2 Pro, і, можливо, навіть до деяких чіпів вищого класу теж.

У M2 є деякі недоліки, які Intel і AMD не сподобаються

Хоча серія M2 від Apple справді крута та чудова для Apple, це аж ніяк не ідеальний процесор, і він має деякі значні недоліки порівняно з мікросхемами Intel та AMD. Ці недоліки в першу чергу пов’язані з пам’яттю, кількістю ядер і виробництвом, які мають великий вплив як на продуктивність, так і на ціну.

Найдивніша річ у процесорах Apple M (принаймні на мій погляд) — це пам’ять. Зазвичай процесори та легка інтегрована графіка не вимагають такої великої пропускної здатності, тому Intel і AMD, як правило, поєднують свої основні чіпи з невеликими 128-бітними шинами пам’яті. Однак графічні процесори вимагають великої пропускної здатності пам’яті, тому дискретні графічні процесори поєднуються з GDDR VRAM і мають більше шин пам’яті, причому 128-біт зазвичай є мінімальним і зарезервованим лише для дуже маленьких графічні процесори.

Однак Apple розміщує дуже потужну інтегровану графіку на своїх чіпах M, і це вимагає набагато більшої пропускної здатності пам’яті, ніж зазвичай. У той час як M2 є звичайним і має 128-бітну ширину шин, M2 Pro і M2 Max мають 256-бітну і 512-бітну ширину шини, а оскільки M2 Ultra — це два M2 Max разом, це означає, що Ultra має величезну 1024-бітну ширину автобус. Ці шини займають масу місця і становлять близько 13% від розміру M2 Max і Ultra, що є тонною простору, яке можна присвятити лише шинам пам’яті.

Вся ця область, зарезервована для шин пам'яті, має ефект доміно. Тут менше місця для більшої кількості ядер процесора та графічного процесора, що робить M2 Pro та M2 Max трохи невражаючими, коли йдеться про продуктивність на мм2. Наприклад, M2 Ultra в Mac Studio значно поступається як Core i9-13900K, так і Ryzen 9 7950X (які два найкращі процесори) у таких тестах, як Cinebench, особливо в багатопотоковій продуктивності. Це набагато, набагато менші процесори завдяки тому факту, що вони не обмежені масивною системою пам’яті, необхідною для великого вбудованого графічного процесора.

Спроба об’єднати великий центральний процесор, великий графічний процесор і велику систему пам’яті в одному чіпі має наслідки для виробництва. При орієнтовному розмірі матриці 550 мм2 (припускаючи, що паралельне порівняння Apple, наведене вище, є масштабним, оскільки фактичне розміри, здається, існують), M2 Max надзвичайно великий, а M2 Ultra є найбільшим споживчим чіпом, який коли-небудь створювався на понад 1000 мм2. Вартість виробництва цих речей на 5-нм вузлі TSMC має бути астрономічною.

Це просто не стиль Intel або AMD пропонувати вузькоспеціалізований кремній для основного потоку

Але окрім усіх апаратних проблем, які викликають чіпи, такі як великі версії M2, тут також є фундаментальна різниця в бізнес-моделях. Apple сильно відрізняється від Intel і AMD: вона робить свої процесори для себе і свої власні спеціальні продукти. Тим часом Intel і AMD створюють чіпи, які працюють майже на кожному комп’ютері, крім Mac. у світі, і прагнення до такого великого ринку означає, що спеціалізація є скоріше недоліком, ніж проблемою перевага. Це створює дуже різні стимули для кожної компанії, коли справа доходить до розробки апаратного забезпечення.

Якби Intel і AMD спробували створити власний великий процесор, схожий на M2, основною проблемою були б материнські плати. Що приємно в традиційних, масових процесорах x86, так це те, що вони, як правило, досить маленькі і не вимагають нічого божевільного. Але щоб обслуговувати чіп, схожий на M2 Max/Ultra, Intel і AMD повинні були б випустити нові материнські плати з масивними роз’ємами, безліччю Ступені VRM і, можливо, вісім слотів пам’яті, які вам доведеться повністю заповнити швидкими модулями, щоб отримати хороший GPU продуктивність. Очевидно, це дуже дорого і дуже громіздко.

Apple може уникнути всього цього, тому що M2 спеціально створено для того, які комп’ютери Apple хоче виробляти та що її клієнти хочуть купувати. Intel і AMD не можуть цього зробити, тому що нам подобається мати широкий вибір процесорів, які ми можемо використовувати в персоналізованих, але в кінцевому підсумку схожих ПК, де це просто підключи та працюй, коли справа стосується оперативної пам’яті, пам’яті та графічних процесорів. Уявіть, що вам довелося оновити процесор площею 1000 мм2, якщо ви просто хочете швидше графіка; якщо ви думали RTX 4090 було дорого, ви, ймовірно, збанкрутували б від одного оновлення.

Але він працює в обох напрямках, і M2 має певні переваги. Наприклад, у той час як центральні та графічні процесори Apple є досить слабкими порівняно з високоякісними продуктами Intel, AMD та Nvidia, стек продуктів M2 від верху донизу має найвищу продуктивність кодування. Apple може виправдати додавання цих кодерів до своїх мікросхем, оскільки багато людей уже використовують пристрої Apple для редагування відео. Але оскільки процесори Intel і AMD по суті є універсальними чіпами для широкого спектру випадків використання, такі високоякісні кодери не матимуть сенсу, особливо коли високоякісні графічні процесори можуть компенсувати слабину.

Як апаратне забезпечення, так і різні бізнес-моделі невіддільні одне від одного, коли йдеться про дизайн процесорів для цих трьох компаній. Якби справа була лише в апаратному забезпеченні, технологіях і специфікаціях, тоді ми, ймовірно, побачили б, як Intel і AMD спробують створити процесор, подібний лінійці M2. Але Apple — це компанія з розробки комп’ютерів, яка виробляє власні процесори, тоді як Intel і AMD — компанії з розробки процесорів, які продають свої процесори іншим компаніям.

Є деякі випадки, коли чіпи, схожі на M2, від Intel і AMD можуть процвітати

Хоча традиційний ПК навряд чи стане місцем, де Intel і AMD зможуть представити великий процесор із великою кількістю процесорних і графічних ядер, я думаю, що такий чіп може знайти успіх в інших сферах. Однією з останніх інновацій від Intel і AMD є мікросхеми (або «плитки», як їх називає Intel), які полегшать створення процесора, такого як M2, оскільки Intel і AMD можна просто взяти чіплети, які узагальнені самі по собі, і об’єднати їх таким чином, щоб створити цей великий спеціалізований процесор (який також було б дешевше зробити з мікросхеми).

Консолі є очевидним місцем, де ці типи чіпів працювали для x86, але NUC або настільні комп’ютери OEM або навіть ноутбуки могли б більше підходити для процесора, подібного до M2. Зрештою, ці пристрої вже досить закриті та налаштовані для початку, тому переваги використання обладнання, яке розроблено для сумісності з багатьма іншими компонентами, не є таким великим справа. Я не думаю, що є попит, щоб зробити це реальністю, але я можу помилятися, і, чесно кажучи, я сподіваюся, що так, тому що я хотів би мати те, що в основному є ігровою версією Mac Mini або Mac Studio.