Diit.cz - Novinky a informace o hardware, software a internetu

AMD: Kdybychom Ryzen 9 3950X vyráběli jako monolit, vyšel by více než 2× dráž

S první generací Zenu AMD uvedla, že skládání z modulů snižuje náklady na 32jádrové serverové procesory o 40 %. Jak je to s druhou generací architektury?

Na IEEE 2020 představila AMD prezentaci architektury Zen 2, ve které se zaměřila i na prvky, na jejichž vysvětlení při vydání v polovině roku 2019 nebyl prostor. Jedním (ale zdaleka ne jediným) z nich je dopad na výrobní náklady. Bohužel šlo zároveň o jediný prvek, kterého si všimla média - byť je potřeba uznat, že jde asi o čtenářsky nejzajímavější fakt. Pro zájemce o více informací ale připojujeme i zbytek prezentace, ve které je taky leccos zajímavého.

Nyní k čipletům. V srpnu 2017, půl roku po vydání původního Zenu, se AMD pochlubila, že tehdejší modulární design umožnil snížit náklady na výrobu 32jádrových Epyců o 40 % oproti tomu, kdyby měly být vyrobeny z monolitu:

Dalo by se očekávat, že skládání z asymetrických čipletů bude ještě o něco výhodnější. V případě identických modulů se totiž násobily i ty prvky, které není potřeba násobit a v procesoru mohou být pouze jedenkrát. Ty lze u čipletového návrhu umístit do centrálního čipletu, takže nejsou kopírovány. Funguje to ale tak i ve skutečnosti? Teoreticky by se dalo čekat, že ano, jinak by AMD nepřešla od modulárního návrhu k čipletovému. Na druhou stranu důvodem mohla být snaha rozdělit výrobu mezi TSMC a GlobalFoundries, což by s moduly nešlo. Jak to tedy je?

Odpověď na tuto otázku přinesla dvojice slajdů. První hovoří o procesorech Epyc a můžeme díky němu situaci porovnat s první generací Zen. Vlastně nemůžeme. V grafu chybí srovnání „nákladů čipletových“ a „nákladů monolitických“ pro 64jádrový procesor. Jak to? Je to prosté. 64jádrový Epyc by se jako monolit s dostupnými technologiemi nedal vyrobit. Plocha jádra by zkrátka byla větší, než zvládají linky TSMC. Relevantní srovnání se týká až 48jádrového modelu. Ten by v případě výroby ve formě 7nm monolitu vyšel více než 2× dráž než čipletová verze. V souladu s formulací použitou v předloňském nadpisu bychom mohli, říct, že „Skládání procesorů z křemíkových čipletů snižuje AMD náklady o >50 %“. Čipletový design tedy AMD neumožnil pouze rozložení výroby mezi dva dodavatele (12nm centrální čiplety vyrábí GlobalFoundries, 7nm čiplety s procesorovými jádry pocházejí od TSMC).

Srovnávat můžeme přímo i 32jádrové modely. Právě pro původní 32jádrový Epyc platilo to původní zvýhodnění o ~40% díky modulárnímu řešení. Nový Epyc je ale i ve 32jádrovém provedení zvýhodněn čipletovou výrobou, díky níž jsou i 24- a 32jádrové modely výrobně alespoň o 50 % levnější než v případě hypotetického monolitu. Posun s moduly byl tedy oproti monolitu nižší i při srovnání stejného počtu jader.

Druhý ze slajdů (týkajících se výrobních nákladů) nám dává nahlédnout pod pokličku výroby desktopových procesorů. Tam AMD používá menší centrální čiplet, takže cenové rozdíly mohou být jiné. A skutečně jsou. Pokud by AMD vyráběla 16jádrový Ryzen 9 3950X jako monolit, vyšel by jí více než 2,2× dráž, než když ho vyrábí čipletově. Přeloženo opět do formulace předloňského nadpisu: „Skládání 16jádrových Ryzenů z křemíkových čipletů snižuje AMD náklady o 55 %“.

Pokud by tedy AMD zůstala u výroby monolitů a měla loni (při zachování stejné marže) uvést Ryzen 9 3950X, nebyl by vydán za doporučenou cenu $749, ale zhruba za $1660. Graf dále prozrazuje, že u osmijádrových modelů není cenové zvýhodnění tak extrémní, ale stále je docela výrazné. Osmijádrové modely Ryzen 7 3000 by jako monolity byly o více než 36 % dražší, jinými slovy čipletová výroba snížila jejich výrobní cenu o zhruba 27 %. Stojí-li Ryzen 7 3800X a Ryzen 7 3700X $399 a $329, vyšly by (pokud by AMD držela marže na stejné úrovni) v monolitickém provedení na $545 a $449.

Z grafu můžeme extrapolovat, že pro šestijádrové modely čipletová výroba k cenovému zvýhodnění nevede a dá se předpokládat, že hypotetické čipletové čtyřjádro by bylo dražší než monolitické. Jsem si vědom toho, že tato konstatování mohou svádět k aplikaci na jiné produkty, proto zdůrazňuji, že se tyto závěry týkají výhradně samostatných (bez grafiky) procesorů AMD s architekturou Zen 2 při srovnání kombinace 7nm + 12nm procesu vs. čistě 7nm procesu v monolitické podobě. Tato čísla jsou dále platná ke konkrétnímu datu, neboť s rostoucí výtěžností a poklesem cen nových procesů se samozřejmě poměry mění.

Pro hrubou orientaci však lze konstatovat, že k danému datu se AMD pro výrobu desktopových procesorů vyplácí používat čipletové návrhy, pokud se jejich celková plocha křemíku alespoň blíží 200 mm² (nebo je vyšší - čím vyšší, tím jsou čiplety výhodnější). Vysvětluje to mnohé kolem 7nm APU Renoir, jehož návrh je monolitický a dosahuje kolem 150 mm². Hypotetická čipletová varianta by samozřejmě byla větší - přibyla by rozhraní ke spojení čipletů a dílčí část by vznikla na 12nm výrobě, což by také něco přidalo. Nejspíš by ale ani tak nepřesahovala oněch 200 mm², při kterých by se čipletový návrh výrazněji vyplatil.

Navíc je tu jeden zásadní fakt: Renoir je primárně mobilní produkt a výše popsané zásady se týkají desktopových modelů. V mobilním světě jsou trochu jiné podmínky - na jedné straně vyšší ceny, na druhé straně vyšší tlak na miniaturizaci a ještě vyšší tlak na úsporu každého wattu. Ona i rozhraní mezi čiplety něco žerou a rozdíl ve spotřebě 12nm logiky oproti 7nm může rovněž něco znamenat. Pokud by tedy při svých rozměrech bylo APU Renoir zhruba na hraně mezi rentabilitou monolitického a čipletového návrhu, použití v mobilním světě by rozhodlo.

Nyní zbývající slajdy:

Zdroje: 

Diskuse ke článku AMD: Kdybychom Ryzen 9 3950X vyráběli jako monolit, vyšel by více než 2× dráž

Pátek, 28 Únor 2020 - 08:15 | Artael | A tak já jsem na tom podobně, opotřebení po x...
Čtvrtek, 27 Únor 2020 - 21:51 | IT Joker | Samozřejmě, že i větší disk je možné zaflákat....
Čtvrtek, 27 Únor 2020 - 15:40 | TOW | Nová SSD mají horší data retention time, to je...
Čtvrtek, 27 Únor 2020 - 12:11 | Artael | Vycházím z toho, že uživatel bude na disku...
Čtvrtek, 27 Únor 2020 - 11:42 | IT Joker | „ Jenže pokud budeme pracovat s násobně více daty...
Čtvrtek, 27 Únor 2020 - 09:53 | Artael | Já mám wear většinou do 10%, jenže jak jsem psal...
Čtvrtek, 27 Únor 2020 - 09:47 | Bonfire | Já to taky právě řešil taky kdysi, u svého...
Čtvrtek, 27 Únor 2020 - 08:54 | Artael | Tak na to mám nahlížet jako na těžkej spotřebák,...
Čtvrtek, 27 Únor 2020 - 08:41 | Bonfire | Artaeli, pointa ostatních byla v tom, že SSD je...
Čtvrtek, 27 Únor 2020 - 08:05 | Artael | Prosil bych o nevytrhávání z kontextu, děkuji....

Zobrazit diskusi