AMD представила процесори Ryzen 7040U з архітектурою “Zen 4 + Zen 4c”: основні особливості

Компанія AMD розширила серію мобільних процесорів Ryzen 7040U, додавши у лінійку моделі Ryzen 5 7545U та Ryzen 3 7440U з гібридним компонуванням, що вперше суміщають обчислювальні ядра з архітектурами Zen 4 та Zen 4c.

Подібна умовно “гетерогенна” комбінація частково нагадує підхід Intel, що використовує для своїх процесорів продуктивні (P-cores) та енергоефективні ядра (E-cores). Втім, не дивлячись на початкову схожість, AMD керується іншим підходом. Розробники намагаються отримати максимальну енергоефективність, а також зменшити площу процесорного кристала, при цьому отримати високу продуктивність, коли немає обмежень з енергоспоживання.

Перш за все слід зазначити габаритні досягнення. У випадку з Zen 4c площу одного обчислювального ядра з кеш-пам’яттю L2 вдалося зменшити приблизно на 35% – з 3,84 мм² до 2,48 мм². Нічого собі “компресія” в умовах ідентичного 4-нм техпроцесу TSMC. Як подібне зменшення впливає на характеристики? Через більш щільне упакування блоків дещо зменшується максимальна частота, однак ядра можуть працювати з меншою робочою напругою живлення.

Тепер поглянемо на архітектурні відмінності Zen 4 та Zen 4c. Одначе… Так, це не помилка на слайді AMD, функціональної різниці дійсно немає. І саме в цьому полягає основна відмінність з підходом Intel, яка використовує різнорідні ядра P/E-cores.

Враховуючи архітектурну ідентичність ядер Zen 4 та Zen 4c, неважко оцінити особливості рішень на їх основі, втім у свої презентації AMD робить певні акценти, порівнюючи ситуацію з підходом основного опонента. Всі обчислювальні ядра процесорів мають ідентичні набори інструкцій, однакову IPC та підтримують мультипоточність. При цьому не потребується додатковий механізм планування завдань в залежності від навантаження (натяк на Intel Thread Director).

Нові чипи Ryzen 5 7545U та Ryzen 3 7440U належать до сімейства Phoenix 2. Старша 6-ядерна модель має наступне компонування – 2 ядра Zen4 + 4 ядра Zen4c. Оскільки функціональні обчислювачі ідентичні й підтримують SMT, процесор може одночасно обробляти до 12 потоків даних. Всі ядра мають по 1 МБ кеш-пам’яті L2, а також L3 на 16 МБ, тож загальна місткість L2+L3 складає 22 МБ. Що стосується робочих частот, то тут AMD йде на певні хитрощі, вказуючи у специфікації лише загальні граничні значення 4,9/3,2 ГГц. Вочевидь це показники для “великих” ядер Zen 4, тоді як компактніші Zen 4c мають скромніший частотний діапазон. А от саме ці дані поки з якихось причин не розкриваються розробниками. Чипи U-серії загалом достатньо економічні процесори, тож рівень енергоспоживання конфігурується у межах 15–30 Вт. Процесор оснащений інтегрованою графікою Radeon 740M з чотирма кластерами, що сумарно включають 256 обчислювачів.

Якщо звернути уваги, вказані технічні характеристики ідентичні таким для раніше представленого представника першої хвилі лінійки Phoenix – Ryzen 5 7540U, який має 6 ядер Zen 4, таку ж частотну формулу та рівень TDP.

В таких умовах відразу виникає питання логіки маркування процесорів та простоти інтерпретації назв моделей користувачами. У цьому випадку збільшений індекс може не зовсім коректно зорієнтувати потенційного покупця стосовно продуктивності CPU. Втім, до цього моменту ми ще повернемось.

Молодша модель Ryzen 3 7440U була анонсована ще навесні, разом з першими чипами Phoenix, але, як виявилось, фактичний вихід процесора затримався, а сам CPU став носієм гібридного компонування. Отже, Ryzen 3 7440U є 4-ядерним 8-потоковим процесором з 1 ядром Zen 4 та 3 ядрами Zen 4c. Така досить цікава асиметрична конфігурація. Чип оснащений 8 МБ L3, а загальна місткість L2+L3 складає 12 МБ. Як і старша модель лінійки Phoenix 2, чип оснащений інтегрованою графікою Radeon 740M. Питання з назвою також виникає, оскільки поточне позначення моделі не дозволяє ідентифікувати використання комбінації ядер Zen4+Zen4c.

Наступний слайд з оцінкою продуктивності Ryzen 5 7540U та Ryzen 5 7545U в залежності від рівня енергоспоживання, дає можливість наочніше зрозуміти нюанси роботи нових CPU з комбінованою архітектурою ядер. Як бачимо, модель Ryzen 5 7540U, в якій використовуються шість ядер Zen 4, має дещо більшу продуктивність при енергоспоживанні чипа понад 20 Вт. Водночас Ryzen 5 7545U з гібридним компонуванням 2 Zen4 + 4 Zen4c вже на 17,5 Вт починає виходити вперед і при обмеженні у 10 Вт має максимальну перевагу над Ryzen 5 7540U під час багатопотокового навантаження Cinebench. Тож чипи з Zen4c це в першу чергу історія про енергоефективність при невисокому рівні енергоспоживання.

Після сьогоднішнього анонсу не виникає сумнівів у тому, що процесори Ryzen Z1 для портативних ігрових консолей також використовують комбіновану архітектуру з ядрами Zen 4 + Zen 4c. Щобільше, судячи з оновленої специфікації на сайті AMD, Ryzen Z1 фактично має такі ж характеристики, як у Ryzen 5 7545U. За виключенням ще ширшого діапазону налагодження TDP – 9–30 Вт.

Нагадаємо, що старша модель Ryzen Z1 Extreme має багато спільного з топовим чипом серії Ryzen 7040U – Ryzen 7 7840U. Для випадків, коли потрібна максимальна продуктивність, тут звичайно у фаворі Zen 4.

Навіщо взагалі Zen 4с при наявності Zen 4?

1. Зменшення габаритів обчислювальних ядер без зниження продуктивності на такт (IPC) дає можливість нарощувати загальну продуктивність процесорів, масштабуючи кількість обчислювачів. Це особливо принципово для серверних CPU, де власне спершу й почалось впровадження компактних ядер Zen 4c. Ті ж чипи EPYC сімейства Bergamo вже пропонують до 128 ядер на одній текстолітовій підкладці. Чи не диво?
2. Компактні габарити обчислювальних ядер дозволяють зменшити площу кристала процесора, тим самим знизивши загальну собівартість виготовлення CPU. Нагадаємо, що для процесорів сімейства Phoenix використовується кремнієва пластина площею 178 мм2, тоді як для нових Phoenix 2, де комбінуються Zen4 та Zen4c, залучені пластинки на 137 мм2. Хоча тут треба враховувати, що Phoenix у повній комплектації має 8 ядер Zen 4 та графіку Radeon 780M з 12 обчислювальними модулями. Тоді як Phoenix 2 – 6 ядер (2+4) та Radeon 740M з 4CU. Тож вплив компактніших ядер Zen4c на загальні габарити у цьому випадку скромніший, але він також є.
3. Можливість комбінувати ядра Zen4 з компактнішими Zen 4c додає гнучкості розробникам, дозволяючи пропонувати нестандартні рішення з хорошою продуктивністю при низькому енергоспоживанні. Наочний приклад – поява досить потужних Ryzen Z1 для ігрових консолей.