AMD продолжает гонку вооружений против Intel с Ryzen 3000. Intel, в свою очередь, предлагает мобильные процессоры. Неясно как это будет выглядеть в 2020 году.
Поколение процессоров Ryzen от AMD бросает вызов: в конце мая на материнских платах Computex появился новый чипсет X570. Процессоры Ryzen 3000, предположительно до 16 ядер, также будут работать на старых материнских платах. Intel могла бы противостоять с 10-ядерным Comet Lake возможно даже в этом году. AMD намерена представить PCI Express 4.0 вместе с Ryzen 3000, Intel планирует сделать это не ранее 2020 года. Мы опишем вам настоящее состояние процессоров и порассуждаем о будущих чипах для настольных компьютеров, ноутбуков и серверов.
AMD Zen 2
Очень мощные шаги, которые AMD пытается сделать с процессорами Ryzen 3000 (Matisse) для персональных компьютеров и со вторым поколением процессоров Epyc (Rome) для серверов. Эти новички должны работать на существующих материнских платах, чтобы соответствовать предыдущим версиям. Отсюда следует, что количество каналов памяти и PCIe-Lanes должно оставаться неизменным, а энергопотребление не должно значительно увеличиться. AMD использует вдвое больше ядер ЦП с новой микроархитектурой Zen 2, которая дает каждому ядру вдвое больше модулей. В результате AMD увеличивает производительность вычислений в четыре раза на процессор. Это будет достигнуто благодаря 7-нанометровой технологии производства TSMC. Предыдущие процессоры Zen производили Globalfoundries со структурой 14 и 12 нм.
Новинкой в процессорах Zen-2 является технология микросхем, в которой AMD объединяет несколько чипов с различными функциями и технологиями производства в едином корпусе процессора. Центральный чипсет I/O с 14-нм технологией от Globalfoundries соединяет один или несколько 7-нм процессорных чипсетов. Это принесет большие преимущества, особенно с Epyc, а именно до 64 ядер в восьми чипсетах, а также 128 сверхбыстрых PCIe-Lanes 4.0, которые можно переключить в рабочий режим Inifinity Fabric. Это позволяет Zen-2 Epyc последовательно кэшировать до четырех одинаково новых ускорителей Radeon Instinct, обещая огромную вычислительную мощность.
Ryzen 3000 состоит из чипсетов и, вероятно, получит до 16 ядер поскольку Intel не может конкурировать на платформе среднего уровня LGA1151v2, не говоря уже о PCIe 4.0. Последний удваивает скорость передачи по сравнению с PCIe 3.0 до 1,9 ГБ/с на Lane. Это позволяет быстрее подключать новые SSD-накопители PCIe 4.0 и видеокарты. Все еще неизвестно, работает ли это только на новых материнских платах с чипсетом X570 или также на старых. Дата начала производства первого 7-нм процессора от AMD 7 июля 2019 года. Может быть на выставке Computex мы узнаем больше о Ryzen Threadripper 3000, который как бы исчез из дорожной карты.
Ожидаемые в 2020 году процессоры Ryzen и Epyc с ядрами Zen-3 должны подходить на материнские платы AM4 или SP3. Только в 2021 году AMD хочет заменить платформу, придет ли тогда DDR5 SDRAM, пока не понятно.
У Accelerated Processing Units (APUs) со встроенной графикой для ноутбуков и настольных ПК все немного медленнее. Типы Ryzen 3000G и 3000H имеют слегка улучшенную технологию Zen+ 12 нм производства. Только 2020 году должен быть переход на Zen 2 с Navi вместо графики Vega.
Необъятный Intel
Intel поставляет исключительно 14-нм процессоры, однако после долгих лет затишья попытается к новому году выпустить в продажу 10-нм чипы. Это будут процессоры TDP Ice Lake U мощностью 15 Вт для ультратонких ноутбуков и более экономичные модели Ice Lake Y для планшетов без вентиляторов. Их процессорные ядра будут использовать новую микроархитектуру Sunny Cove и использовать видеопроцессор 11-го поколения (Gen11), который будет обеспечивать гораздо большую производительность 3D, чем предыдущие интегрированные видеопроцессоры Intel. Они будут справляться с 8K мониторами через DisplayPort 1.4 и HDMI 2.0, а Intel встроит к тому же Thunderbolt 3. Скорее всего Ice Lake-Y будет иметь четыре ядра, в классе Y их было только два. Поэтому разница с Quad-Core-Billigheimern Celeron N и Pentium Silveraka известный как Lake Gemini не такая большая. С одной стороны, Intel усовершенствовал процессоры Atom-Celeron из поколения в поколение, с другой стороны, скорость Y-версии потенциально более мощного Core i не очень высока.
Intel в 2019 захочет представить процессор с гибридной технологией производства под названием Foveros: Lakefield. В нем Intel сочетает мощный Sunny Cove с четырьмя энергосберегающими ядрами Tremont и видео процессором Gen11.
В то время как 10-нм технология применяется в Ice Lake-U/Y и Lakeview, Intel планирует представить еще больше новых 14-нм процессоров для ноутбуков: Comet Lake-H с 10 ядрами для игровых ноутбуков и мобильных станций, а также шести ядерная Comet Lake-U для мелких устройств. У каждого из них больше CPU-ядер по сравнению с Ice Lake, но более слабая графика.
На 2020 год Intel анонсировала процессоры с улучшенной технологией производства 10 нм + и пересмотренной Mikroarchitektur Willow Cove. Tiger Lake-U должен предоставить легким ноутбукам шесть ядер и графику с архитектурой Xе которую обещали к 2020 году.
В настоящее время ожидается, что Intel представит новые 14-нм процессоры в 2020 году: Rocket Lake. Для чего это необходимо и сколько у них будет ядер, неясно. Может быть, они выпустят PCIe 4.0 и USB 4.0 или Thunderbolt 3, встроенные непосредственно в новые чипсеты Series 400.
Неизвестно будет ли Ice Lake доступна для настольных ПК, т.е. Ice Lake-S. Кое что указывает на то, что Intel начнет с Tiger Lake-S на год позднее в 2020 году. На 2021 год для Intel известны только несколько кодовых имен, таких как микроархитектура Golden Cove.
Будет ли видеокарта Xe для игровых ПК справляться с PCIe 4.0, неизвестно. В 2021 году Intel будет внедрять 7-нм продукцию с Xе ускорителем для серверов. Они сопоставимы с актуальными 5-нм чипами от TSMC и Samsung. Актуальный 7 нм процесс этих производителей допускает структуру транзисторов, аналогичную 10 нм технологии Intel.
Ядро мания
С одной стороны впечатляет, что AMD скорее всего в скором времени выпустит доступный 16-ядерный процессор для ПК. С другой стороны, существует очень мало софта, который может полностью использовать все шесть или восемь ядер. Для многих программ мощность каждого ядра (Singlethreading-Performance) так и останется очень важной .
AMD обещает, что благодаря Zen 2 повысится мощность каждого ядра. Таким образом, Ryzen 3000 приближается к Intel Core i и превосходит его благодаря множеству ядер в различных приложениях. Маловероятно, что Intel не отреагирует но сомнительно, что для этого будет достаточно десяти ядер. Intel скорее всего не сможет работать на турбо частотах выше 5 ГГц. Проще было бы в процессорах для ПК встроить AVX-512 модуль, который в основном используется в процессорах Xeons. С двумя из них ядро Core i-10000 будет превосходить Ryzen 3000, но только для очень немногих программ, которые уже используют AVX-512.
Для AMD очень важно следующее поколение Epyc с 64 ядрами Zen 2: это снова значительно увеличит долю на рынке серверных процессоров. У AMD уже есть несколько выдающихся суперкомпьютерных проектов.
Из-за годами запоздалой 10-нм техники Intel отстает от своих же запросов. В результате, спустя два года после запуска Xeon-SP, было добавлено только второе поколение 14 нм. В 2020 году Intel наконец то хочет выпустить Ice Lake SP с большим количеством ядер, каналов памяти и PCIe 4.0. К 2021 году AMD и Intel ставят себе задачу по получению более высокой производительности. К этому времени выйдут суперкомпьютер Exaflops Frontier от AMD и Aurora Intel, оба созданные Cray.
PCI Express 4.0
На Computex могут появиться первые PCIe 4.0 SSD для ПК и ноутбуков, подходящий контроллер под названием PS5016-E16 Phison продемонстрировал на выставке CES в январе этого года. Он достигнет своей максимальной производительности в 4 ГБ/с в том случае, когда сможет задействовать все 8 NAND-Flash-Chipa, это должны быть быстрые и современные компоненты. Из этого следует, что в ближайшем будущем PCIe 4.0 будет использоваться только в дорогих SSD с большим объемом памяти.
PCIe 4.0 получат также видео карты, который не принесет в ближайшее время больших скачков производительности в играх для ПК. Потому что даже если вы используете карту PCIe 3.0 x16 в слоте x8, полученная половина скорости передачи не имеет эффекта. Первыми доступными видеокартами PCIe 4.0 станут 7-нм видеопроцессоры Navi, которые AMD планирует выпустить в третьем квартале. То, как Nvidia отреагирует на это зависит от производительности Navi. Пока что Radeon значительно отстает от нынешней GeForce 2000 RTX.
С USB, в ближайшем будущем не ожидается большого прогресса в скорости передачи данных, да и вероятно в этом нет необходимости. Хотя USB 3.1 с SuperSpeedPlus и 10 Гб/с уже доступен, выбор устройств USB 3.1 растет очень медленно. Многие новые внешние жесткие накопители все еще работают на USB 3.0 (5 Гб/с) этого вполне достаточно для большинства покупателей. Следовательно, USB 3.2 со скоростью до 20 Гб/с придется еще подождать. Объявленное слияние USB с Thunderbolt 3 до USB 4.0 даст больше возможностей.
DDR5
В 2021 году могут выйти процессоры x86 контроллерами памяти для DDR5 SDRAM. Первое поколение DDR5 принесет лишь небольшие преимущества.
DDR5 создает условия для увеличения скорости передачи данных на модуль памяти почти на 80 процентов по сравнению с DDR4, а именно с 23,5 ГБ/с в DDR4-2933 до более 41 ГБ/с в DDR5-5200. Чтобы контролировать энергопотребление и отработанное тепло, напряжение понизиться с 1,2 до 1,1 вольт, а некоторые меры улучшат передачу сигнала и исправление ошибок. Все три основных производителя DRAM уже работают над DDR5 SDRAM, которая заменит текущую технологию DDR4 через несколько лет.