Procesory v roce 2019: co čekáme od AMD a Intelu?

Ještě než se pustíme do našich očekávání, podívejme se na situaci, ve které se ocitl Intel a AMD na konci letošního roku. V případě Intelu je tu snad pouze jedno pozitivum, a sice to, že firma opravdu nemá problémy s odbytem, což se odráží na jejích velice dobrých finančních výsledcích. Jinak ale jeho situace není nic moc. Má výhled na to, že bude brzy technologicky zaostávat kvůli opožděnému 10nm procesu, stále má vleklé problémy s exploity Spectre, Meltdown a dalšími, které se postupně objevily, jeho monolitický design procesorů můžeme brát jako neudržitelnou věc, nedostatečná kapacita 14nm linek snižuje jak výdělek samotného Intelu, tak táhne dolů i ostatní firmy a nelze zapomenout ani na letní odchod CEO Briana Krzanicha, za nějž Intel v době psaní těchto řádků ještě neměl náhradu. 

 

Co se týče Intelu, jednoduše spíše nevíme, na čem jsme a co od něj můžeme v příštím roce čekat. Měly by to však být především změny. A co AMD? Tam je situace značně odlišná. Finančně na tom tato firma už vůbec není tak špatně jako před dvěma lety, ale stejně jako NVIDII i ji dokázal zabrzdit konec další kryptoměnové vlny a že by dokázala Intelu brát tržní podíl po desítkách procent, o tom se samozřejmě nedá mluvit. 

 

AMD má slušně našlápnuto díky 7nm procesu firmy TSMC a sázce na vícečipové procesory, díky čemuž může na Intel silně tlačit zvyšováním procesorových jader. Ten se tak musí velice snažit tento nástup zachytit pomocí svých monolitických procesorů a už nyní je jasné, že monolity nebudou stačit. V případě AMD také víceméně víme, na čem jsme a co můžeme očekávat, takže zkrátka a dobře, AMD je v současné době oproti Intelu mnohem lépe čitelné. 

 

 

 

AMD už se nechalo slyšet, že nyní musí v případě procesorů udržovat své vysoké tempo a nepolevit, a to na rozdíl od grafických karet, kde je firma spíše zdrženlivá a třeba do ray tracingu se rozhodně nežene. Obojí je pochopitelné, ale nám jde o procesory, kde AMD realizuje vícejádrovou revoluci. 

 

Je pro to mimořádně vhodný čas. Intel je v problémech a má potíže i stíhat procesory AMD s ohledem na počet jader, takže je čas na další tlak. Firmě AMD se podařilo zvednout maximum pro desktopové procesory na 8 jader a HEDT či serverové procesory na 32 jader, přičemž před jejím nástupem to byly 4 a 10 jader. To se AMD chystá v příštím roce zdvojnásobit, respektive nabídnout až 64jádrové serverové procesory EPYC a stejnou možnost bude mít i v případě Threadripperů. Co však udělá s další generací procesorů Ryzen? Právě na to se můžeme ptát především. 

 

Co víme s jistotou, to se točí především právě kolem budoucích procesorů EPYC, na něž se bude AMD dle očekávání zaměřovat především a je to logické. Desktopové procesory Ryzen nabízejí 8 jader a dá se říci, že další navyšování jejich počtu nemá zatím valný smysl a hlavně to už začíná zasahovat právě mezi HEDT procesory. Nicméně od AMD se očekává, že jeho další Ryzeny nabídnou více jader, ale zrovna 16 to opravdu být nemusí, na to opravdu každý zvědavý není jako spíše na takty či zvyšování IPC, čili výkonu na takt.

 

Zkrátka a dobře můžeme očekávat, že AMD nyní bude chtít útočit především na serverovém trhu, kde víc jader skutečně znamená víc adidas, protože servery dokáží paralelizovaný výkon velice dobře využít. AMD na začátku listopadu mělo k dispozici vzorky procesorů EPYC "Rome", které už dalo k dispozici pro vyzkoušení svým zákazníkům, aby si mohli ověřit, jak se ukáží i v jejich stávajících systémech. Nové 7nm EPYC jsou totiž určeny pro ty samé servery co i staré 14nm modely, ovšem i pro novou platformu Milan, která bude podporovat třeba rozhraní PCIe 4.0.

 

Z oficiálních zdrojů víme zatím jen to, že procesory Rome začnou být dodávány na trh někdy v příštím roce. AMD zatím nechtělo poskytnout přesnější termín, což přineslo jisté obavy. Pokud Lisa Su zatím nezmínila ani konkrétní kvartál nebo alespoň polovinu roku, naznačuje to, že v tomto ohledu existuje nejistota. A pokud se AMD má primárně zaměřit na serverové procesory, jak to bude s další desktopovou generací? 

 

Pokud budeme optimisté, můžeme vyhlížet první či druhý kvartál příštího roku jako dobu nástupu procesorů Ryzen 3. generace. Obecně se totiž očekává, že AMD je blíže představí na CES 2019 na samotném začátku roku a nic nenaznačuje tomu, že by společnost TSMC měla mít problémy s výrobou 7nm procesem. Navíc je velice možné, že i nové Ryzeny budou tvořeny z více čipů, jak jsme nakousli už v předchozí kapitole. 

 

 

Dobře víme, jak je výroba s využitím těch nejpokročilejších procesů drahá a AMD samo nejlépe ví, jak může ušetřit tím, když na různých produktech použije stejné čipy, ať už jeden, nebo kombinaci více. Dobře víme, že 7nm proces TSMC umožní dostat na plochu 1 mm² cca 40 milionů tranzistorů, zatímco v případě 14nm procesu GloFo to je asi 25 milionů. Je čas srovnávat.

 

EPYC "Naples" a EPYC "Rome" 

 

Zde máme vedle sebe dva procesory, a sice nalevo EPYC první generace "Naples" a napravo nový EPYC "Rome". Na první pohled je vidět, a podrobnější zkoumání to potvrzuje, že nové 7nm chiplety jsou asi třikrát menší než 14nm jádra Zeppelin. A kolik je 192 mm² (velikost Zeppelinu) děleno třemi? Přece 64 mm² a přesně tento údaj udával i The Retired Engineer ve svých tweetech. 

 

Do plochy 64 mm² se tak pomocí 7nm procesu vejde asi 2,56 miliardy tranzistorů oproti 4,8 miliardám v čipu Zeppelin, což je opět dobře známý údaj. Na následujícím obrázku pak vidíte, kolik místa v Zeppelinu zabírají jednotlivá CCX, která dohromady čítají všech 8 jader plus 16 MB L3 cache a pak je jasné, že do 64 mm čtverečných by se to pomocí 7nm procesu mělo vejít, a to snad i s dvojnásobnou L3 cache. 

 

 

A co onen středový 14nm I/O čip? Po změření stran a porovnání se 14nm jádrem Zeppelin lze dojít k závěru, že bude téměř přesně dvakrát větší. Na každý chiplet tak teoreticky (a velice zjednodušeně) vychází polovina plochy Zeppelinu a i zde si lze představit, že by to vzhledem ke sdíleným uncore částem mělo vyjít, ale zda se najde místo i pro L4 cache, notabene s údajnou kapacitou 512 MB, na to bych si už vůbec nesázel. 

 

 

Pak můžeme opět ukázat obrázek, jenž by mohl představovat budoucí design až 16jádrových procesorů Ryzen 3000 a podívat se také na heatspreaderu zbavený Ryzen 7, jak nám jej ukázal der8auer. 

 

 

Jeden 14nm Zeppelin je tedy jako tři 7nm chiplety vedle sebe, přičemž I/O čip pro Ryzeny by mohl mít, jak nákres nahoře ukazuje, stejnou šířku, čili je opravdu možné, aby se všechny tři čipy s malými odstupy vedle sebe vešly i na procesorovou destičku pro AM4, samozřejmě když se tomu přizpůsobí rozložení okolních SMD součástek. 

 

Takže nabídne AMD takovéto procesory? To samozřejmě ještě nevíme, ale dle zjištěných informací bych osobně řekl, že je to možné a my se dočkáme až 16jádrových Ryzenů 3000. 

 

Co však rozhodně vypadá pravděpodobněji, je to, že AMD založí design budoucích Threadripperů právě na EPYC "Rome", a to z jednoho prostého důvodu: přístup do paměti. Zavoláme si na pomoc diagram, který přišel se zprávou o režimu Dynamic Local Mode.

 

 

V tomto diagramu vidíme čtveřici procesorových čipů, každý po dvou CCX, čili výsledně 32jádrový procesor. Původní Threadrippery však byly jen do 16 jader, takže využívaly dva aktivní čipy, přičemž v rámci zachování zpětné kompatibility nové procesory přišly pro stávající desky, což znamenalo opětovné využití 4 paměťových kanálů. 

 

Takže tu máme 24 či 32 jádrový Threadripper, který musí využívat jen 4 kanály pro RAM na stejně zapojené patici a to platí i pro nabídku linek rozhraní PCIe 3.0. Pouze dva ze čtyř čipů tak mají přímý přístup ke slotům pro paměti i karty a jádra ostatních dvou musí komunikovat prostřednictvím červených linek sběrnice Infinity Fabric a sousedních čipů. To znamená další krok přinášející zpoždění v komunikaci a výkon může jít v řadě aplikací rapidně dolů.

 

Pokud AMD něco nechce opakovat, pak je to právě toto, takže asi můžeme zapomenout, že by budoucí Threadrippery využívaly odlišný design než EPYC "Rome". Čtyři paměťové kanály namísto osmi samozřejmě mohou zůstat, ale díky I/O čipu i v takovém případě na ně budou mít všechna jádra stejný nárok a vypořádat se budou muset se stejným zpožděním, takže to bude jednoznačně plus.

 

Zatím tak stále tápeme v tom, jaké 7nm procesory AMD v příštím roce připraví a kdy to bude. Vyhlížet však můžeme veletrh CES, který proběhne hned na začátku ledna a právě tam by Lisa Su měla prozradit, co konkrétního si její firma pro nás chystá. A co Intel?