 Kombinace různých CPU jader v jednom procesoru má své výhody, ale také kupu nevýhod.
Jak jistě víte, Intel nacpal do svých procesorů dvě různé verze procesorových jader s odlišnou architekturou, a hlavně velmi odlišnou výbavou a schopnostmi. Tzv. P-Cores a E-Cores se neliší prostě jen výkonem, a tedy energetickými nároky, ale také výbavou, což přineslo hromadu problémů. Kromě nekonzistence výkonu celého CPU, kdy Windows speciálně si s rozdělováním zátěže vhodně mezi různá jádra neví příliš rady a na výkonu v řadě případech je to znát, tak hlavně Intel musel u stávajících procesorů deaktivovat kompletně třeba AVX-512 instrukce, které jednoduše ta menší jádra nemají. A to nemluvíme o mnoha dalších potížích, které dosti zoufalý design Intel procesorů přinesl.
Zoufalý je proto, že ve své podstatně jde o zoufalé řešení, jehož nedokonalostí si byl Intel plně vědom od počátku. Problém je, že na nic lepšího nepřišel. Hlavní důvod, proč Intel vůbec nakombinoval dvě různá jádra v jednom kusu křemíku je fakt, že potřeboval zvýšit počet jader/vláken a tedy potřeboval navýšit výkon výkon. Se svou stále jen 10nm výrobou ale nemohl prostě navýšit u běžných Core i5/i7/i9 počet těch velkých jader nad 8, pokud chtěl stále dosahovat na nich vysokých taktů, jelikož by se mu to jako celek upeklo. Speciálně když najednou ke konkurování procesorům AMD potřeboval nejméně 16 jader v mainstreamu, spíše díky horší efektivitě ještě více. Ale 16velkých „P core“ jader s 32vlákny na 10nm monolitu pro mainstream? Cena by byla hrozná a provozně by se to horko těžko vešlo do 400W TDP a výkonem by i tak nekonkurovalo 170W 16jádru od AMD postavenému na čipletech. Takže zachování 8velkých jader a přidání až 16 menších, bylo jedinou šancí, jak Intel mohl výkon posunout, a ještě to se stávající úrovní technologií, které má k dispozici pro výrobu čipů, zvládl uchladit. Samozřejmě je na diskusi, zda současné Core 12000/13000 procesory jsou opravdu konkurenceschopné vůči nesrovnatelně efektivnějším čipletům AMD. Ale prostě jiná cesta pro Intel nebyla, 7nm výroba je daleko, 5nm ještě dál, s čiplety se Intel teprve učí, takže současný mišmaš jader v jednom čipu bylo maximum možného. A nakonec jej Intel nepoužil jednou, ani dvakrát ale musí jej používat tři generace …
To ovšem neznamená, že kombinace výkonných a úsporných jader je sama o sobě špatnou myšlenkou, natož technologickou novinkou. Není to nápad Intelu ani zdaleka není první, kdo to tak používá. ARM to tak používá mnoho generací. A prostě to nějaký přínos pro specifická zařízení a oblasti použití má. AMD nedávno představilo první procesory se zcela unikátními ZEN 4C čipy, které se od standardních ZEN 4 velmi liší. Oba jsou sice 5nm, oba mají stejnou architekturu a co do výbavy z pohledu schopností a instrukcí i IPC jsou na tom stejně. Ale liší se fyzicky. Výrazně. ZEN 4C má jen poloviční L3 cache, která navíc není sdílena. Jenže tím, že AMD zmenšilo tu L3, ušetřilo nemalou plochu samotného čipu, protože cache špatně (nebo vůbec) škáluje s menšími výrobními procesy. Tak velkou, že ZEN 4C je sice fyzicky o trochu větší (asi o 10%) než miniaturní ZEN 4, ale má hned 2x více jader/vláken! Tedy 16/32 vs 8/16. Dosahuje sice nižších taktů a tím pádem i výkonu na jádro, ale co do IPC a výbavy jsou stejná a co se denzity a celkového výkonu týká, jasně vede na čip. A je řada aplikací, kde na té L3 nezáleží, zato na počtu jader/vláken ano.
Tohle je tedy přístup AMD k tvorbě tzv. „menších a větších“ jader. Stejná výbava, stejná architektura ale zásadní rozdíl ve velikosti, tedy úspoře plochy a možnosti nacpat mnohem více jader/vláken na stejnou plochu.
Podle spekulací totiž AMD chystá v budoucnu také procesory s „kombinací velkých a malých jader“. Tedy alespoň takové jsou spekulace. Nyní se ovšem AMD nechalo veřejně slyšet, že nemá v plánu opakovat přístup Intelu (který je do značné míry neefektivní konstrukcí) a kombinovat v běžném procesoru jádra s odlišnou výbavou atd. AMD prý stále vyhodnocuje, kde by podobná konstrukce byla přínosem, ale zatím si nemyslí, že je to nějak zajímavé pro klasická PC (tedy RYZEN procesory).
Přitom už nějakou dobu se mluví o tom, že by ZEN 5 nebo spíše až ZEN 6 procesory měly mít „malá a velká jádra“, tedy kombinaci třeba ZEN 5 se ZEN 4C nebo spíše tedy ZEN 6 a ZEN 5C apod. Z vyjádření vedení AMD však jasně vyplývá, že pokud se taková kombinace v jednom procesoru objeví, bude to nesjpíše u některých speciálních výpočetních řešení, a v dohledné době to tak nevypadá na nasazení v klasických RYZEN procesorech ze strany AMD. Pravdou ale je, že u nich to prostě nemá AMD dnes zapotřebí. Na rozdíl od Intelu má mnohem efektivnější architekturu, a hlavně výrobní konstrukce, takže i procesory s velkým počtem velkých jader, jsou efektivní a úsporné. Ostatně tohle dokáže AMD se 16jádrovým ZEN 4 procesorem s pouhými 55W:
Nebo v případě desktopu máme vynikající extrémně úsporný RYZEN 9 7900, který ukazuje záda výkonem většině desktopových procesorů Intelu, ačkoliv má jen 65W a Intel potřebuje na podobný výkon až 3x vyšší spotřebu:
Není tedy divu, že AMD nemá v současnosti potřebu vymýšlet komplikované konstrukce čipů s nějakými extra úspornými jádry. Jeho nové ZEN 4C jde trochu jiným směrem než řešení „P-Cores a E-Cores“ u Intelu, kdy „menší jádra“ u AMD opravdu znamená menší, ale nikoliv jiná architektura, výbava a schopnosti. Pokud by Intel udělat procesor vybavený jen a pouze těmi E-CORES, měl by podstatně nižší výkon a díky absenci některých instrukcí v mnoha aplikacích nebyl ani dobře použitelný. Ovšem když AMD udělá čistě ZEN 4C procesor (což dělá), bude fungovat všude. Tedy stejně jako ZEN 4. V některých aplikacích bude nižší výkon kvůli té menší L3, ale v řadě aplikací, speciálně tam kam je určené, bude mít mnohem lepší výkon než standardní ZEN 4, protože má prostě vyšší počet jader/vláken, která nejsou výbavou vůbec, a frekvenčně jen minimálně, odlišná od ZEN 4. Bude tedy zajímavé sledovat, co AMD přichystá dál, kdy ovšem existence (zatím tedy samostatně) ZEN 5 a ZEN 5C procesorových řešení v další generaci již 4nm/3nm procesoru RYZEN/EPYC, je už potvrzena oficiálně. Zda se objeví v jednom procesoru obojí je otázkou, upřímně o tom na základě současných vyjádření AMD trochu pochybuji. Alespoň pokud jde o ZEN 5 generaci. U ZEN 6 bych to ale nevylučoval.
Současně si však myslím, že AMD zvažuje kombinaci různých jader pro další generace procesorů. Nemůže jinak, protože podobá konstrukce úspěšně funguje na jiných platformách, speciálně ARM. Osobně by mě třeba vůbec nepřekvapilo, kdybychom se dočkali nějakých zcela nových procesorových jader zcela nové architektury AMD, která by vůbec nebrala v potaz potřeby starší generace aplikací a byla vytvořena jen a pouze pro nové aplikace. Tedy ve starých by ani nefungovala. Postrádala by zpětnou kompatibilitu a s nimi i celou řadu výbavy a prvků, které současné procesory AMD a Intelu musí mít, aby zvládaly i desítky let staré aplikace, ačkoliv je nikdo nepoužívá. A efektivita, výkon i celková konstrukce současných x86 čipů tím trpí. Fakt, že nejen AMD, ale i Intel sondují a určitě pracují na něčem podobném, není velkým tajemstvím. Takže pokud by pro AMD mělo smysl zkombinovat různá jádra, tohle by mohlo být ono, kdy by prostě přechodně by byl univerzální RYZEN CPU s menším počtem velkých jader, zvládající i staré aplikace, a vedle toho by obsahoval i čipy s velkým počtem nových menších vysoce výkonných a efektivních jader, udělané jen pro moderní SW a instrukce, dejme tomu pro Windows 12+.
Nepochybuji každopádně o tom, že to bude na poli procesorů velmi zajímavé v dalších letech, stejně jako to bylo zajímavé poslední roky od nástupu AMD ZEN architektury …
| AUTOR: Jan "DD" Stach |
|---|
| Radši dělám věci pomaleji a pořádně, než rychle a špatně. |
|
)
)
)
)
)
