Jak se daří AMD RYZEN procesorům po stránce výroby? Chystá se 48jádrový ZEN 2 i ZEN 3 na 7nm.
Napsal Jan "DD" Stach   
Pondělí, 22 květen 2017
altVětšina RYZEN 5 procesorů by mohla mít 8jader! Vynikající výtěžnost 14nm výroby a plány na 7nm.

 

 

 

 

Asi nebudu přehánět, když řeknu, že to, co AMD s RYZEN procesory předvádí, nečekal ani ten největší optimista. Nebo snad ano? A nemluvím teď zrovna o výkonu a cenách, jako spíše o tom, že s 8 jádry/16 vlákny je AMD schopno bez potíží běžet až na 4GHz, se spotřebou mnohem nižší než stejná výkonová konfigurace 14nm Intel čipů. Vzhledem k mnohem vyššímu počtu tranzistorů u AMD, kdy dosahuje mnohem větší denzity, je to opravdu pozoruhodné. Tím spíše, že panovaly reálné obavy z toho, jak vlastně bude možné vyrábět, tak komplexní velké čipy výrobním procesem, který SAMSUNG vyvinul pro mobilní SoC. Zatímco Intel svůj 14nm proces postavil přímo pro velká CPU, 14nm FinFET SAMSUNG byl postavený pro ARM SoC a paměťové čipy. AMD ale zvolila chytrou konstrukční strategii.  

Většina z nás měla pochybnosti ohledně jednak výtěžnosti, ale i výkonu z hlediska dosahovaných taktů, protože ARM SoC mají obvykle takty jen kolem 2-2,5GHz. Řeknu na rovinu, osobně jsem předpokládal, že strop taktů u RYZEN procesorů bude kolem 3GHz. Pokud by mi někdo tvrdil, že 8jádra dají 4GHz s box chladičem, poslal bych ho na léčení. A obavu jsem měl i ohledně výtěžnosti, tím spíše že AMD plánovalo vyrábět hlavně 8jádrové čipy. Asi nejen já jsem ale hodně překvapen, jaká je realita.

Všichni dobře víte, že ačkoliv AMD uvedlo RYZEN 5 procesory v podobě 4jádrových/8vláknových 1400/1500X modelů a 6jádrových/12vláknových 1600/1600X verzí, a ještě dříve pak 8jádrové/16vláknové RYZEN 7 modely, tak všechny tyto čipy jsou z výrobního hlediska vlastně jeden a tentýž čip! Ty jsou následně nějakým způsobem kvalifikovány, ty nejlepší se používají pro 8jádra a 6jádra, ty horší pro 4jádra. Liší se prostě jen aktivní konfigurací, kdy AMD dva moduly CCX spojené sběrnicí, jež každý čip obsahuje, rovnoměrně rozděluje. Takže 6jádro má 3+3, 4jádro má 2+2 jádra aktivní. Díky tomu nemá RYZEN žádné výkyvy výkonu a v komunikaci nejsou žádné problémy a překvapivě tahle modulární stavba funguje naprosto skvěle i v aplikacích, které nijak s takovou architekturou nepočítají (a je jich většina, nyní).

Otázkou, která nás zajímala je, jaká je vlastně výtěžnost toho čipu. Tedy kolik to AMD stojí, zda je schopné dodat jich dost. Ale i zda některé RYZEN 5 by alespoň teoreticky nešlo odemknout na plně funkční 8jádrovou verzi, tedy RYZEN 7?

  • 80% vyrobených čipů je plně funkčních s 8jádry!

Podle průmyslových zdrojů je výtěžnost výroby RYZEN jader na 14nm FinFET výrobě vysoce nadstandardní. Na současné poměry výroby velkých čipů až nevídaná. Plných 80% vyrobených čipů je prý plně funkční, tedy s 8jádry/16vlákny a vším kolem. To znamená, že AMD si může dovolit nejen zajímavé ceny hotových čipů, ale fakticky i velká část RYZEN 5 čipů se 4-6 jádry, je teoreticky fyzicky schopna běžet i s 8jádry, protože z výrobního hlediska jsou v pořádku.

Důležitý je ale ten údaj z hlediska schopnosti AMD dodávat oznámené až 32jádrové EPYC procesory pro servery a také až 16jádrové RYZEN ThreadRipper procesory. V případě všech těchto čipů totiž AMD stále používá také jeden a tentýž čip. Takhle vypadá 32jádrový EPYC uvnitř:

Ano, jsou to prostě 4x „RYZEN 7“ čipy, spojené rychlou komunikační sběrnicí a ačkoliv tak nejde fyzicky o monolitický 32jádrový procesor, ale 4 čipy na jednom PCB, chová se to jako 32jádrový monolitický procesor a funguje to jako 32jádrový CPU. Z hlediska výkonu a funkčnosti není žádný problém a výkon podle toho v praxi vypadá. Z hlediska výroby a efektivity je to ovšem naprosto zásadní. Intel je proti tomu ve značné nevýhodě. Výrobně jsou jeho o něco větší monolity (i když Intel je také modulárně skládá) podstatně dražší, mají podstatně nižší výtěžnost, a to bude hodně věcí ovlivňovat. Intel sice také své vícejádrové XEON čipy vyrábí částečně modulově, ale ty jsou prostě mnohem větší a náročnější než v případě AMD.

AMD také už výkon nových EPYC procesorů demonstrovala (poráží dle očekávání nejvýkonnější stále jen 28jádrový Intel), mnozí partneři už je dávno mají a testují a není divu, že se hlásí stále další. Extrémně dobrý výkon, provozní vlastnosti a skvělá výbava, vše na úrovni, či dokonce nad úrovní toho nejlepšího, co nabízí Intel, je velké lákadlo. Výborná výtěžnost pak slibuje, že AMD nebude mít zdaleka takové problémy s dodáním dostatečného množství čipů na trh, jak jsme si mysleli, že by mohlo. Přístup, který AMD konstrukčně zvolilo, kdy vyrábí v podstatě jeden čip pro celou škálu produktů a prostě jich do jednoho pouzdra nastrká více, kdy nemá zjevně žádnou funkční nevýhodu a jsou zde vlastně jen značné klady, je velmi velmi chytrý. Pravda, AMD slibovalo, že modulární stavbu, kterou měly i BULLDOZER procesory, rozhodně neopustí, ale využije trochu jinak. No a funguje to hodně dobře. AMD se tak místo řešení nějakých problémů může plně soustředit na vylepšení stávajícího čipu.

  • 7nm výroba a ZEN 2 a ZEN 3 v plánech

AMD také odhalilo plány ohledně nejbližších 3 let. Asi příliš nepřekvapí, že bude logicky vylepšovat stávající čip a využívat stále lepší 14nm proces a hlavně plánovaný 7nm výrobní proces.

Aktuálně to vypadá, že nástupce současných čipů, tedy ZEN 2, bude rovnou už 7nm. Současné čipy jsou vyráběny 14nm, ale AMD počítá pro stávající první generaci ZEN produktů s ještě vylepšenou 14nm+ výrobou, ačkoliv nevíme přesně, jak je to myšleno. Zda to znamená, že se objeví stávající RYZEN procesory ještě ve vylepšených verzích, nebo že 14nm+ bude použito pro brzy představované APU čipy, které obsahují i grafickou část VEGA architektury. Jedná se tedy o zcela odlišný čip než ten pro RYZEN 5, RYZEN 7, EPYC a RYZEN ThreadRypper, kde tedy místo poloviny „procesoru“ je integrovaná grafika.

Osobně si myslím, že AMD nemusí nutně RYZEN na 14nm+ uvádět, protože má prostě cenovou výhodu proti výrobně dražšímu Intelu (který má se svou výrobou obrovské náklady, protože ji sám vyvíjí a staví vlastní továrny a provozuje – AMD si čipy do výroby jen objednává) a bude v současném stavu věcí prostě výhodnější, takže se může v klidu soustředit na 7nm, která se postaví 10nm Intel. Ta totiž přijde ke slovu už letos (zkušební výroba) a příští rok už chce AMD vyrábět procesory se ZEN2 architekturou. Od té máme čekat další posun IPC, výkonu na jádro a pravděpodobně i vyšší takty. AMD nejspíše také vylepší dále řízení spotřeby a možná přidá i další instrukce. Pravděpodobně se dočkáme dalšího růstu počtu jader. AMD totiž plánuje novou generaci EPYC procesorů, kdy stávající 32jádrový/64vláknový model nahradí 7nm „STARSHIP“ procesor s 48jádry/96vlákny! Není přitom úplně jisté, zda vznikne tak, že AMD místo čtyř 8jádrových modulů použije 6 modulů pro jeden procesor, anebo v případě ZEN2 přijde s tím, že základní čip (modul) místo „jen“ současných 8jader/16vláken, bude mít 12jader/24vláken, což by znamenalo další obří růst výkonu. Nástupce mainstreamových RYZEN 7 by tak místo 8/16 byly 12/24 a v případě RYZEN 5 4/8 nebo 6/12 by tak byly třeba 8/16 a 10/20. Zatím je příliš brzy na to říci, jak bude vypadat ZEN 2 modul, ale vyloučit nelze nic.

Souběžně se ZEN 2 AMD pracuje i na ZEN 3, ten by měl běžet na ještě výrazně pokročilejší verzi 7nm procesu, který připravují IBM, SAMSUNG a GLOBALFOUNDRIES s AMD, AMD by rádo vydalo RYZEN 3 procesory v roce 2020. Zkrátka to vypadá, že AMD je zpět ve hře, překonalo špatná rozhodnutí minulých vedení a znovu nastartovalo vývoj a vše s tím související. Vzhledem k tomu, že Intel nechystá žádnou velkou změnu minimálně do roku 2022-2023, kdy se ke slovu dostane zcela nová generace již 7nm čipů Intel, měli bychom mít o solidní konkurenci na trhu několik příštích let postaráno.

 

AUTOR: Jan "DD" Stach
Radši dělám věci pomaleji a pořádně, než rychle a špatně.

Starší články


Komentáře
Přidat Nový
Allie Fox [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2017-05-22 14:59:25
avatar
Stejný přístup by mohli aplikovat i pro nějaká APU.
digitalis [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2017-05-22 20:37:55
avatar
Pekne, pekne. Na kvalitnych zakladoch sa da dobre stavat.
shipo [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2017-05-23 12:53:34

Zajímavé, že se AMD rozhodlo pro slepování z jediného ZEN chipu(od [2+2] po [4+4][4+4][4+4][4+4]).
Docela se těším na APU slepence po vydání Vegy.
Rorschach [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2017-05-23 01:24:44
avatar
Proč by objednaná výroba AMD čipů měla být levnější než domácí výroba Intelu? Zpravidla pronájem všeho bývá dražší kvůli přirážce...
shadowspawn [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2017-05-23 06:03:43

pretoze na tom node a technologii nevyraba len AMD, ale aj Samsung a IBM, a mnohi ini, u Intelu to pride az s 10 nm litografiou a budu na nej vyrabat svoje cipy aj iny ARM vyrobcovia, dovtedy je na financovanie odkazany sam
Dzmijak [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2017-05-24 10:01:22
avatar
O tom že zrazu niekto začne vyrábať u Intelu by som pochyboval...

Už pár krát tu boli správy o tom, že Intel otvára svoje továrne. Prvý krát v 2008, potom sa o tom zase veľmi kecalo v 2013, a zase minulý rok... ale skutek utek.

Napríklad tragický príbeh Altery...

A dôvod je jednoduchý. Intelov 10nm bude mať lepšie gate a pich rozmery ako ostatné 10nm (približne na úrovni ostatných 7nm, ktoré budú na trhu v tom čase). Ale to je jediná výhoda ktorú budú mať.

Čo sa týka reálnej density, už ZEN s 25 mtr/mm2 vs Skylake s 14 mtr/mm2 napovedá, kto je vpredu. A na 10nm tam bude podobný pomer.

A hlavný dôvod: Výkon. Súčasné Intelove 14nm++(14nm+++) je zhruba na úrovni Samsungovho 14LPP/LPU. To je informácia priamo od Intelu. Problém je že zatiaľčo Samsung/GloFo/TSMC pôjdu s novým procesom o desiatky % nahor, Intelov 10nm bude o pár desiatok % pomalší ako 14nm.

Vlastne sám Intel tvrdil že ani 10nm+ neprekoná starý 14nm proces z roku 2014 (teda tá verzia na ktorej vznikali 1GHz Core-M).


Takže to či niekto bude vyrábať u Intelu je vlastne len otázka, či radšej uprednostnia papierové gate a pitch rozmery Intelu, alebo reálnu densitu a výkon ostatních.
Bumpkin [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2017-05-23 08:59:08

je to jednoduché ;)
vysvětlím ti to na principu toho jak to funguje.

Vem si že máš továrnu která dokáže chrůlit 50 000 chipů za měsíc, trh chce ale měsíčně jen 20 000 tvých chipů, tak že když ti pojede tvá linka každý měsíc na maximum tak vlastně dělá chipy na sklad. Zaměstnanci by prakticky chodili do práce ob-měsíc....

čistě teoreticky
Tak a teď si vem že výdaje:
provoz továrny na měsíc: 50 milionů
Vývoj výrobního procesu: 500 milionů za 5 let
Vývoj nového chipu: 1 miliarda
přestavba linky na nový výrobní proces: 1 miliarda

co z toho plyne? no jednoduše to že Intel musí do ceny chipu který kupujou lidi rozpustit náklady na vývoj správu veškerých svých továren a ještě jich má tolik že prakticky dělá vše na sklad nikoli na prodej....

(všechny částky jsou jen vycucané z prstu aby demonstrovali to co musí intel všechno platit)


AMD všichni říkali že udělala chybu v tom že prodali továrny, ale chyba lávky to bylo pro ně to největší závaží co je táhlo ke dnu.....

Hlavně prodej udělali v době kdy začali vznikat společnosti jako TSM a kdy další hráči začali stavět linky na výrobu chipů (SAMSUNG)....

Díky tomu vzniklo celkem agresivní prostředí kde je celkem dost hráčů kteří si konkurují ohledně ceny za výrobu chipu a vývoje nového výrobního procesu....

Intel ale zaspal a stavěl další a další továrny ale neotevřel je dalším firmám, všichni ostatní hráči ale ano...

Díky tomu že nemá na koho dalšího přesunout náklady na vývoj a přestavbu továren a s tím souvisejcich dalších nákladů, tak tu má dražší chipy než GLOFO či TSM nebo SAMSUNG....
Miki_79 [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2017-05-23 11:50:29
avatar
Ano pro AMD to je určitě výhodné. Ale to neznamená, že pro Intel jeho řešení je nevýhodné. Záleží jak zatěžuje výrobu ve svých továrnách. Pokud jedou téměř neustále naplno ,tak to pak můžou mít podobně jako AMD a možná i levněji. Ale těžko říct takhle z hlavy
Bumpkin [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2017-05-23 12:18:42

Ano přesně tak ale to je právě o nasicenosti trhu ;)

kolik let dodával Intel jedny a ty samé procesory?
není to od roku 2010 stejné? kdy dodá jen vždy 5% nárůst a zákazníky nenutí k upgrade?

to je oč tu běží ;)

Zákazníci to kupovali protože tu nic nebylo a byla celkem konstantní poptávka, plánovalo se nádherně

Teď ale někdo ukázal že to jde lépe následně z logyky a reakce trhu i blbých 10% může být u intelu celkem dost a i kdyby AMD mělo získat 20% podíl tak to Intel pocíti nejen na prodeji ale právě i na té výrobě....

Nemá ty kapacity na výrobu jak diverzifikovat, nemůže tam hodit jiný chip na výrobu, ano má možnost vyrábět i další jiné své chipy ale nevyrábí pro jiného montovače LG, Huawei atd.. prostě z jeho linky sjíždějí jen věci s logem Intel.... to je ten problém


I když AMD získá třeba 10% nebo 20% trhu tak Intel to zabolí 2x jednou na tom že se tolik produktů neprodává a podruhé v jeho továrnách kdy se budou zkracovat směny nebo se bude vyrábět na sklad nedej bože vyhazovat...

GLOFO nebo TSM naopak tu kapacitu může vzít a jít za Nvidii hele vzali ste si 50% naší kapacity a chtěli jste 70% tak nám tu ted nekdo nechce vyrabet berete to? tohle proste Intel neudela
Bumpkin [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2017-05-23 12:31:15

ještě bych dodal, že když továrna nejede na plno tak je ztrátová, tedy pokud máš výrobní linku a ta ti pojede na minimální výkon nebo vůbec tak platíš paušálně za provoz tý továrny a to je ztráta, platíš zaměstnance a to je ztráta...

Vždy když se továrna staví tak se propočítává i kolik toho daného výrobku musí vyrobit aby nebyla ve ztrátě....
No a to neberu ani v potaz dnešní dodavatele, těm taky musíš platit a dopravu musíš platit a to jsou všechno ztráty, nedej bože pokud si nasmlouváš dodávky materiálu a všeho to pak klidně platíš penále za nedodržení....

to všechno jsou prostě velké ztrátové položky a každá z těch továren prostě musí měsíčně vydělat na svoje zachování...

Intel dneska drží nad vodou SSD divize která nejvíce vytěžuje tyto továrny samotná CPU se budou propadat....

Výše popsané náklady ale AMD neřeší a řešit nemusí, to přenechává právě na GLOFO nebo TSMC či SAMSUNGU
Nephilim [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2017-05-23 01:38:28
avatar
ThreadRypper => ThreadRipper
Pouze registrovaní uživatelé mohou přidat komentář!