Итоги 2020 года: процессоры для ПК / Процессоры и память

В итоговом материале, который вышел год назад, мы уже говорили, что на рынок процессоров возвращается полноценная конкуренция, а AMD удалось открыть пользователям ПК доступ к заметно более высокой, чем до того, производительности. В 2020 году эти тенденции усугубились: конкуренция перешла на новый уровень, AMD продолжила наращивать мускулы, а Intel так и не нашла убедительных ответов на вызовы настоящего времени.

Всё это, естественно, приводит к постепенному переделу рынка, на которомроль AMD как технологического лидера, так и производителя востребованных потребителями чипов планомерно возрастает. Главный итог прошлого года, сформулированный «на пальцах», заключается в том, что рыночная доля AMD вернулась к показателям 2007 года – периода, когда компания предлагала семейство Athlon 64 X2. Но на этот раз рост продаж её предложений определяется не одними только процессорами для настольного сегмента. Заметно прибавляют в популярности и мобильные чипы AMD, а значит, красная компания становится если не главным игроком, то главным героем процессорного рынка.

В численном выражении общая доля AMD на рынке x86-процессоров под конец года достигла уже 22,4 % (по ноябрьским данным Mercury Research), что соответствует годовому росту на внушительные 6,3 процентных пункта. При этом в сегменте настольных процессоров компании удалось отвоевать долю в 20,1 %. Показательно, что наращивать влияние AMD удаётся непрерывно начиная с конца 2017 года, то есть как раз с того момента, как на рынке появились самые первые Ryzen. Однако нюансы всё время разнятся, и ситуация прошедшего года характерна тем, что локомотивом роста продаж стали многоядерные CPU последних поколений, то есть решения для энтузиастов.

Часть ядра AMD Zen 3. Фото: Fritzchens Fritz

И действительно, хотя представители Intel при этом говорят, будто бы не замечают сокращения спроса на собственные процессоры, даже они признают, что интерес покупателей их продукции смещается в сторону дешёвых моделей класса Core i3, Pentium и Celeron. То есть в прошлом году сложилась совершенно немыслимая до недавнего времени картина, когда за быстрыми процессорами покупатели обращались к продукции AMD, а за дешёвыми – к Intel.

Ещё больший успех сопутствовал AMD в мобильной сфере. За год ей удалось увеличить долю на 5,5 процентного пункта и завоевать 20,2 % сегмента мобильных процессоров. Такой показатель – абсолютный рекорд для AMD и явное свидетельство того, что семейство архитектур Zen оказалось универсальным и может быть использовано в основе как производительных, так и энергоэффективных процессоров.

Впрочем, не стоит думать, что 2020-й – это год AMD, в который этой компании все блестяще удавалось. Во-первых, рост AMD в мобильном сегменте замедляется, так как процессоры Intel Tiger Lake оказались очень тепло приняты рынком. Во-вторых, AMD так и не смогла выстроить работу с корпоративными заказчиками, и существенная доля продаж её процессоров продолжает приходиться на клиентские продукты. И наконец, AMD позорно сорвала предрождественские продажи. Новые процессоры серии Ryzen 5000, которые интересовали потребителей, до магазинов не доехали. Кроме того, проблемы с поставками серьёзно подкосили и продажи мобильных компьютеров на процессорах Ryzen 4000. Впрочем, всё это – временные (хотя, вероятно, и довольно продолжительные) трудности, которые так или иначе будут преодолены.

Но мы в этой статье хотели бы поговорить не столько об успехах и неудачах AMD, которые, безусловно, стали чуть ли ни главной темой в информационном пространстве вокруг ПК, сколько о технологическом аспекте того, что происходило на рынке CPU в целом.

⇡#У AMD – новая архитектура Zen 3 и процессоры Ryzen 5000

Самым громким событием 2020 года на рынке CPU, вне всяких сомнений, стало появление архитектуры Zen 3 и процессоров, на ней основанных, — серии Ryzen 5000. Компании AMD в очередной раз удалось удивить скоростью прогресса – только недавно мы восхищались Zen 2, где был достигнут прирост производительности на уровне 15 % по сравнению с первыми версиями Zen и Zen+, как спустя полтора года мы получили процессор, где показатель IPC увеличился ещё на 19 %. Но главное даже не это. Гораздо важнее, что в Zen 3 компания AMD устранила главную проблему прошлой архитектуры – деление процессора на четырёхъядерные блоки. Теперь эти блоки стали восьмиядерными, что сразу увеличило эффективность вместительного L3-кеша и снизило внутрипроцессорные задержки.

В результате процессоры серии Ryzen 5000, где архитектура Zen 3 нашла своё первое применение, смогли стать однозначно лучшими с точки зрения производительности моделями для современных настольных систем. Они обогнали конкурирующие решения Intel по однопоточной производительности, по энергоэффективности, по максимальному количеству ядер (в модельном ряду Ryzen 5000 существуют предложения с 12 и 16 ядрами) и наконец-то сравнялись с ними по быстродействию в играх, где, казалось, соперничать с Intel практически нереально.

Это дало AMD возможность пересмотреть свой подход к маркетингу. Если раньше компания продавала свои процессоры дешевле предложений Intel, то теперь подход радикально изменился – демпинговать AMD больше не собирается. Цены на Ryzen 5000 стали выше, и предполагается, что спрос на них будет достаточным и без какого-либо дополнительного ценового стимулирования. Так ли это в действительности, сказать пока затруднительно, но новые Ryzen 5000 как минимум не могут похвастать убедительным превосходством над конкурирующими CPU с точки зрения соотношения производительности и цены. А ещё хуже то, что AMD не смогла организовать поставки Ryzen 5000 в достаточном количестве. 7-нм производственные мощности TSMC, где выпускаются новинки, перегружены заказами, и потому их производство заметно отстаёт от спроса. Выливается это в дефицит и дополнительное завышение цен, что превращает представителей серии Ryzen 5000 в нишевой продукт и ставит под большой вопрос целесообразность приобретения таких процессоров в данное время.

Иными словами, триумф инженеров, разработавших Zen 3, оказался смазан просчётами в планировании и неудачным маркетингом. К счастью, пока у AMD остаётся время, чтобы всё исправить, но про это мы сможем написать только через год.

Подробнее:

⇡#У Intel – тоже новая архитектура, Tiger Lake

Хотя Intel принято ругать за отсутствие прогресса в части процессорных архитектур и многолетнюю эксплуатацию ядер Skylake, в действительности новые микроархитектуры у компании всё-таки появляются. Просто пока серьёзные нововведения затрагивают лишь мобильные чипы и потому видны далеко не всем энтузиастам. В частности, в 2019 году компания выпустила процессоры Ice Lake на ядрах Sunny Cove, в которых показатель IPC по сравнению с Skylake вырос на 18 %, а в прошлом году на рынке появились ещё более продвинутые чипы Tiger Lake с архитектурой ядер Willow Cove, где производительность поднялась ещё на 10-20 %. Правда, во втором случае речь идёт про комплексный прирост, связанный в том числе и с возросшими тактовыми частотами. Но включить их в зачёт вполне правомерно, ведь их заметное увеличение стало возможным благодаря переводу производства Tiger Lake на самый продвинутый техпроцесс Intel – 10 нм SuperFin. И теперь максимальная частота мобильных чипов Intel достигает внушительных 4,8 ГГц. Впрочем, есть и чисто архитектурные перемены: Tiger Lake отличается от своих предшественников серьёзно увеличенной по ёмкости и реорганизованной по структуре подсистемой кеш-памяти.

К сожалению, пока Tiger Lake не выглядит для Intel как панацея. Мало того, что у этого процессора не существует (пока) аналогов для настольных систем, так он еще и предлагается (опять-таки пока) лишь в четырехъядерном варианте. Однако для компактных мобильных систем представший в обличии Core 11-го поколения Tiger Lake стал настоящий находкой – достаточно производительной и превосходной по энергоэффективности. К тому же процессоры отличаются поддержкой набора инструкций AVX-512 и другими дополнительными блоками, направленными на задачи машинного обучения и искусственного интеллекта. Но самое главное, в Tiger Lake попало новое графическое ядро Intel Xe – самая быстродействующая на данный момент интегрированная графика, которая с определёнными оговорками годится даже для гейминга. И всё это, между прочим, в рамках теплового пакета 12-28 Вт.

Такое сочетание характеристик привлекло к Tiger Lake серьёзное внимание со стороны производителей ноутбуков, которые ещё в прошлом году предложили порядка полусотни дизайнов различных тонких и лёгких решений, включая гибридные устройства класса «2 в 1». В ближайшее же время разнообразие ноутбуков с Tiger Lake сильно возрастёт, поскольку Intel готовится выпустить их более производительные модификации, в том числе и специально ориентированные на геймерские лэптопы. Главное, чтобы не подвёл 10-нм техпроцесс SuperFin: недопоставки могут серьёзно испортить впечатление об этом чипе, тем более что некоторые производители уже жалуются на неспособность Intel удовлетворить заказы в полном объёме.

Говоря про Tiger Lake, нельзя не упомянуть, что в скором времени нас ждёт встреча с его десктопным собратом – процессором Rocket Lake. Характерно, что в этом случае для производства будет задействована обкатанная годами 14-нм технология, а число ядер сразу же будет доведено до восьми.

Подробнее:

⇡#Comet Lake пришёл на смену Coffee Lake, но это почти то же самое

Так получилось, что львиная доля инженерных усилий Intel в последние годы была направлена на совершенствование мобильных процессоров и платформ. Для настольных ПК в 2020 году компания все еще предлагала очередное поколение потомков Skylake, которыми торгует уже более пяти лет. Но справедливости ради нужно отметить, что потомки эти систематически обновляются, и, на фоне отсутствия изменений в микроархитектуре и в разрешении техпроцесса, текущие десктопные CPU, относящиеся к серии Core 10-го поколения, имеют в два с половиной раза больше вычислительных ядер и на 25 % более высокую частоту, если сравнивать с первоначальными Skylake, которые относились к шестому поколению Core.

На стремительный рост производительности конкурирующих настольных процессоров Intel в прошлом году ответила выходом Comet Lake – 10-ядерной реинкарнации Skylake, производимой по 14-нм техпроцессу. Она пришла на смену восьмиядерным процессорам Comet Lake, но добавление пары ядер ожидаемо не позволило Intel догнать по многопоточной производительности старшие Ryzen, где число ядер достигает 12 или даже 16. Однако следует отдать должное производственному подразделению Intel — сегодняшняя 14-нм технология Intel уже совсем не та, которая была пять лет назад. За годы её использования рабочие параметры транзисторов улучшились примерно на 20 %, что и позволяет старшим 10-ядерным Coffee Lake без труда брать частоты выше 5 ГГц, которые, кстати, для 7-нм процессоров семейства Ryzen до сих пор недостижимы. Правда, нельзя не заметить, что Intel это дается ценой пугающего тепловыделения и энергопотребления.

Несмотря на проигрыш в количестве ядер, почти весь 2020 год Comet Lake оставались лидерами по игровому быстродействию, и даже новейшие Ryzen 5000 лишь догнали, но не перегнали их по этому параметру. Однако, как и для AMD, для Intel все произошедшие перемены стали достаточной причиной для заметных изменений в маркетинговой политике. Во-первых, компания исключила из модельного ряда настольных Core 10-го поколения процессоры с заблокированной технологией Hyper-Threading, улучшив таким образом производительность представителей серий Core i7, i5 и i3. Во-вторых, в дело пошли совершенно нехарактерные для Intel ценовые манёвры, которые позволили адаптировать модельный ряд Comet Lake таким образом, что на данный момент эти процессоры зачастую превосходят предложения AMD по соотношению цены и производительности. А это значит, что потребители должны быть довольны сложившейся ситуацией: конкуренция действительно сильно помогла оздоровлению обстановки на процессорном рынке.

Подробнее:

⇡#AMD атаковала мобильный сегмент, и это у неё получилось

Гораздо более однозначных, чем в случае с Zen 3, результатов AMD смогла добиться на мобильном направлении, куда были брошены процессоры серии Ryzen 4000, относящиеся к семейству Renoir. В них компания применила проверенные временем наработки и объединила до восьми вычислительных ядер Zen 2 с графическим ядром Vega, однако этого вполне хватило для того, чтобы получившиеся в итоге процессоры стали настоящим прорывом для современных ноутбуков. Заметную роль сыграло то, что Renoir стали первыми мобильными чипами, выпускаемыми по 7-нм техпроцессу, ведь это позволило вписать их в рамки тепловых пакетов 25 и 35 Вт, сохранив производительность на весьма высоком для такого потребления уровне.

В результате произошла настоящая революция: производители ноутбуков развернулись к AMD лицом, и на рынок хлынул мощный поток различных мобильных компьютеров, основанных на чипах Renoir. К началу зимы количество дизайнов ноутбуков на базе Renoir 4000 перевалило за сотню. Наличие в таких процессорах восьми ядер и неплохой графики позволило даже появиться новому классу универсальных ноутбуков: с одной стороны – тонких и лёгких, с другой – быстрых в приложениях для создания контента и способных, если надо, становиться неплохими игровыми платформами. Здесь AMD действительно попала в яблочко, и именно это позволило ей значительно увеличить своё присутствие в мобильном сегменте.

Кстати, определённую помощь в принятии Ryzen 4000 рынком оказало и то, что компания позаботилась и о бизнес-пользователях, которые для своих нужд получили Pro-варианты таких процессоров. В них ко всему прочему добавились средства безопасности, сквозное шифрование памяти и инструменты для удалённого администрирования. Иными словами, AMD смогла отправить свои чипы даже туда, где до этого господствовали Intel vPro.

Позднее дизайн Renoir пришёл и в процессоры для настольного сегмента. Однако десктопные варианты Ryzen 4000 даже близконе повторили успеха своих мобильных собратьев. Впрочем, AMD к этому и не стремилась: настольные Ryzen 4000 поставляются исключительно по OEM-каналам, а их цену можно без преувеличения назвать заградительной. Однако расстраиваться по этому поводу не стоит: по производительности они хуже привычных десктопных Zen 2 из-за урезанной кеш-памяти, а их графическое ядро слабее, чем, например, у десктопных APU прошлого поколения, относящихся к серии Ryzen 3000 и семейству Picasso.

Подробнее:

⇡#Альтернативы нет: тотальное доминирование AMD в рабочих станциях

Если в сегменте десктопных и мобильных процессоров у компании Intel так или иначе находится чем отвечать на предложения конкурента, то в сегменте высокопроизводительных рабочих станций всё совершенно однозначно: полное и безоговорочное преимущество — на стороне процессоров AMD Threadripper. Ещё в 2019 году, когда AMD выпустила 32- и 24-ядерные Threadripper 3000, Intel попала в крайне затруднительное положение, поскольку даже намного более дорогие старшие представители семейства Xeon могли предложить максимум 28 ядер. Но в прошлом году AMD расширила модельный ряд Threadripper, добавив в него процессоры с 64 ядрами, и разрушила любые иллюзии относительно способности Intel предложить для рабочих станций хоть что-то близкое по быстродействию.

Первый 64-ядерный Threadripper 3990X появился благодаря исповедуемому AMD чиплетному дизайну. В таком процессоре применяется восемь восьмиядерных кристаллов с ядрами Zen 2, и по своему строению он похож на старшие серверные процессоры EPYC поколения Rome. Но в то же время разработанная для Threadripper платформа рассчитана на применение четырёхканальной памяти, причём в виде привычных небуферизированных модулей. При этом AMD удалось реализовать совершенно равноправный доступ всех ядер к контроллеру памяти и линиям PCI Express, благодаря чему при практическом использовании 64-ядерного процессора не возникает никаких проблем, присущих двухсокетным системам.

Но этим дело не ограничилось. Вслед за Threadripper 3990X на рынок пришли ещё более серьёзные процессоры Threadripper Pro, которые получили поддержку не четырёхканальной, а восьмиканальной памяти. В момент анонса таких процессоров AMD хвалилась, что старшие 64-ядерные модели в этой серии превосходят не только однопроцессорные, но и любые двухпроцессорные платформы Intel. И в это, учитывая характеристики 64-ядерного Threadripper Pro 3995WX, нетрудно поверить.

Подробнее:

⇡#Intel попробовала чиплеты, и, кажется, ей понравилось

Вся индустрия постепенно соглашается с тем, что будущее – не за монолитными полупроводниковыми кристаллами, а за процессорами, собираемыми из разнородных чиплетов. Первой на массовом рынке за эту идею зацепилась AMD, начавшая применять чиплеты одновременно с вводом в обращение микроархитектуры Zen 2, но в 2020 году попробовала свои силы в этом направлении и компания Intel, которая достаточно давно ведёт исследования в области продвинутых технологий сборки кристаллов. Выпущенный в 2020 году процессор Lakefield стал первым опытом Intel в применении чиплетного дизайна вообще и технологии Foveros в частности. Этот процессор собран из двух независимых кристаллов – 10-нм чиплета с процессорными ядрами и 22-нм чиплета SoC, которые смонтированы на подложке один над другим и соединяются посредством микроскопических 36-микронных контактных площадок. Кроме того, в дизайн Lakefiled включена ещё и LPDDR4X-4266-память, которая находится поверх всего этого многослойного бутерброда. Интересно, что, несмотря на многослойную структуру, размеры такого сборного чипа оказываются совсем небольшими – всего 12 × 12 × 1 мм.

Процессоры Lakefiled интересны не только компоновочной реализацией. Они нетипичны и своей гибридной и энергоэффективной архитектурой, которая комфортно чувствует себя в рамках теплового пакета 5-7 Вт. В Lakefiled собрано воедино пять различных по архитектуре вычислительных ядер: четыре экономичных ядра Tremont (как в процессорах класса Atom) и одно производительное ядро Sunny Cove (как в Ice Lake). Весь этот комплекс управляется специальной технологией Intel Hybrid, которая оптимальным образом распределяет нагрузку по разным ядрам. И хотя вся эта идея выглядит довольно многообещающе, процессоры Lakefield – это лишь некий эксперимент, в рамках которого Intel проверила на практике свою 3D-компоновку. Поэтому такие процессоры не нашли широкого распространения в мобильных устройствах, и на данный момент существует лишь два ноутбука с ними – их делает Samsung и Lenovo.

Однако в более широком смысле Lakefield для Intel – отправная точка ещё одной дороги в будущее. Можно предположить, что компоновочные принципы Foveros через два-три года найдут применение в массовых процессорах Intel, например в Meteor Lake. А технология Hybrid пригодится и того раньше: уже во второй половине наступившего года Intel собирается выпустить десктопные и мобильные процессоры Alder Lake, которые, как и Lakefield, будут скомбинированы из вычислительных ядер двух типов – экономичных Gracemont и производительных Golden Cove.

Подробнее:

⇡#Intel и 7 нм: эпичный провал

В целом прошедший год оказался для Intel далеко не самым удачным. И дело даже не в том, что в развитии производительных архитектур её смог обскакать дерзкий конкурент, а в том, что проблемы Intel с технологическими процессами оказались существенно более глубокими и стали серьёзно влиять на все планы компании. Intel давно столкнулась с серьёзными проблемами при переходе на 10-нм технологию, который изначально был запланирован на 2015 год, но реально начался лишь в 2019-м, когда с применением этого технического процесса стали производиться действительно массовые процессоры Ice Lake. Более того, текущее состояние этого техпроцесса всё ещё продолжает вызывать опасения, поскольку Intel по какой-то причине до сих пор не делает серийных многоядерных 10-нм кристаллов и не горит желанием применять этот техпроцесс для производства десктопных чипов, продолжая уже седьмой год подряд выжимать соки из 14-нм проектных норм.

Ранее предполагалось, что с переходом на 7-нм техпроцесс Intel наконец-то сможет преодолеть чёрную полосу и вернуться к регулярной смене производственных технологий. Однако в середине прошлого года выяснилось, что дело не пошло и тут: стало известно, что из-за неких дефектов ввод в эксплуатацию 7-нм норм придётся задержать на период до года, и массовый выпуск кристаллов с их применением получится наладить не ранее конца 2022 или даже начала 2023 года. На фоне того, что Intel ранее бодро рапортовала об успехах в освоении 7-нм норм и тесно связывала с их введением свои планы, это стало настоящей катастрофой: за такие дела своего поста тут же лишился главный технический директор Intel Мурти Рендучинтала (Murthy Renduchintala), а всё остальное руководство производственного подразделения было структурно реорганизовано. Но лавину возмущения это не остановило: один за другим стали звучать голоса, что Intel стоит активнее обращаться к услугам внешних подрядчиков, которые в отличие от самой компании покоряют тонкие технологические нормы весьма успешно. Более того, даже из уст руководителей Intel внезапно зазвучал термин «дезагрегация», то есть потенциальная возможность сборки будущих процессоров из чиплетов, выполненных по различным техпроцессам и, может быть, с привлечением контрактных производителей полупроводников.

Впрочем, всё это – дело не ближайшего будущего. Пока же Intel пытается реабилитироваться вводом в эксплуатацию техпроцесса 10 нм SuperFin, который за счёт различных улучшений в структуре транзисторов и полупроводникового кристалла в целом по своим возможностям приближается к тому, что мог бы предложить пресловутый 7-нм техпроцесс. Пока технология 10 нм SuperFin применяется лишь в одном пилотном продукте – мобильных четырёхъядерных процессорах Tiger Lake, и судить о её способности поддержать престиж Intel до появления чистокровного 7-нм техпроцесса невозможно. Однако в наступившем году ясность всё же должна появиться: если всё пойдёт по плану, сначала на рынок придут восьмиядерные 10-нм процессоры для мобильного сегмента, а к концу года подтянутся и многообещающие 10-нм процессоры Alder Lake, в которых число ядер должно быть доведено до 16.

Подробнее:

⇡#Игровые приставки переехали на Zen 2 и всё испортили для ПК

Прошлый год наверняка запомнится многим благодаря выходу нового поколения игровых приставок. Это событие стало важным и для рынка процессоров. Ещё бы, приставки продаются гигантскими тиражами, а в этот раз поставщиком чипов и для PlayStation 5, и для Xbox Series X/S снова оказалась компания AMD. Консольные процессоры нового поколения переехали на микроархитектуру Zen 2, подчёркивая её вездесущий характер. В чипах для обеих консолей нового поколения имеется по восемь вычислительных ядер, которые дополнены кастомным графическим ускорителем с архитектурой RDNA2, то есть это – совершенно иной и более продвинутый дизайн по сравнению с Renoir. Рабочие частоты процессорных ядер составляют 3,5-3,8 ГГц, причём та версия чипа, которую AMD поставляет для PlayStation 5, немного медленнее, плюс встроенный в него GPU тоже немного слабее.

Вполне вероятно, что попадание в игровые приставки архитектуры Zen 2 окажется в конечном итоге позитивным фактором и в перспективе приведёт к лучшей оптимизации игр под её особенности. Однако сейчас для пользователей ПК это принесло один только негатив, и вот почему. Контракты с производителями консолей очень важны для AMD. Компания не разглашает, какую конкретно долю прибыли ей обеспечивает сотрудничество с Sony и Microsoft, однако подразделение, занимающееся полузаказными и серверными решениями, в последние месяцы прошлого года в сумме обеспечивало AMD порядка 40-45 % выручки. И это наглядно показывает, что поставки консольных продуктов, которые к тому же осуществляются по долгосрочным контрактам, могут быть для AMD важнее удовлетворения спроса на обычные процессоры и видеокарты.

За примерами далеко ходить не надо: наблюдаемый сейчас дефицит Ryzen 5000 и Radeon RX 6000 во многом связан как раз с началом жизненного цикла приставок нового поколения. Квота AMD, выделенная ей на производство 7-нм чипов на предприятиях TSMC в четвёртом квартале, составляет порядка 150 тыс. полупроводниковых пластин диаметром 300 мм. Около 80 % этой квоты AMD пустила на производство чипов для консолей, предельно сократив заказы кремния для ПК-продукции. Прогноз неутешителен и на начало 2021 года: для удовлетворения имеющегося спроса на новые консоли AMD придётся нарастить производство чипов для них примерно в полтора раза, но маловероятно, что она сможет добиться от TSMC столь значительного расширения собственной квоты. А это значит, что покупателям процессоров и видеокарт ещё долго придётся мириться с дефицитом. И отчасти виноваты в этомбудут консоли.

Подробнее:

⇡#Arm-процессоры отнимают хлеб у x86 в ПК

В прошедшем году произошло ещё одно большое событие, которое может в перспективе изменить если не всё, то очень многое. Компания Apple начала перевод своих ПК с процессоров Intel на чипы собственной разработки, построенные на архитектуре Arm. Первый процессор будущего большого семейства, Apple M1, сразу же попал в MacBook Air, 13-дюймовый MacBook Pro и в Mac Mini. И неожиданно оказалось, что архитектура Arm способна очень достойно показывать себя в классических «больших» приложениях, чего от неё мало кто ожидал. Оптимизированные под M1 приложения, как и x86-приложения, выполняемые через встроенный в macOS эмулятор, работают на новых Mac качественно не хуже, чем на компьютерах того же класса, но с x86-процессорами Intel или AMD, показывая при этом явное превосходство по экономичности.

Надо сказать, что Apple поднаторела в создании производительных Arm-процессоров, работая ещё над решениями для смартфонов и планшетов. Но M1 – это улучшенный 5-нм чип, собранный из двух кластеров (энергоэффективного и производительного) по четыре ядра с общим L2-кешем, имеющий отдельный 16-ядерный нейронный сопроцессор и укомплектованный LPDDR4X-4266-памятью, установленной на одной текстолитовой подложке вместе с процессором. Транзисторный бюджет M1 составляет 16 млрд транзисторов — это даёт ясное понимание, что мы имеем дело с действительно мощным чипом, логика которого сложнее, чем у актуальных процессоров с архитектурой x86. Собственно, это даёт ключ к пониманию того, почему M1 оказался так хорош: исполнительный конвейер в нём существенно шире по сравнению с любыми другими современными потребительскими процессорами.

Тем временем Apple не собирается останавливаться на достигнутом и имеет далеко идущие планы по внедрению подобных процессоров в весь модельный ряд своих компьютеров. И то, как проявил себя M1 в ноутбуках, даёт уверенность, что на сегодняшнем этапе Arm-архитектура вполне окрепла для того, чтобы стать сильным соперником для x86 не только в мобильных компьютерах, но и в десктопах и в рабочих станциях. Иными словами, поводы для тревоги у AMD и Intel действительно есть, тем более что вести разговоры о разработке собственных Arm-процессоров для ПК уже начала, например, и Microsoft.

Говоря о M1, уместно будет вспомнить о том, что в этом году был выпущен и другой Arm-процессор для ноутбуков – Qualcomm Snapdragon 8cx Gen 2 5G. Это тоже 8-ядерный процессор, составленный из ядер двух типов (Kryo 495), но с более низкой частотой и производимый по технологии 7 нм. Но самое главное, он ориентирован на системы под управлением Windows 10, которая явно проигрывает macOS в качестве оптимизации под архитектуру Arm. В результате производительность систем на Snapdragon 8cx Gen 2 5G совсем не впечатляет, хотя с точки зрения энергоэффективности он тоже очень неплох. На данный момент распространённость данного чипа невелика, и, честно говоря, эта ситуация вряд ли поменяется в ближайшей перспективе. Но главное, что стоит вынести из факта его появления, — это то, что процесс накопления сил для решительного наступления на экосистему x86 со стороны «альтернативщиков» переходит в активную фазу.

Подробнее:

⇡#Заключение

Процессорный рынок в последние годы стал очень динамичным. И как можно видеть, маховик прогресса с каждым годом раскручивается всё сильнее. Не должен стать застойным и наступивший 2021 год, от него мы ждём очень многого.

AMD должна будет как-то решить проблемы с поставками и распространить архитектуру Zen 3 дальше десктопных чипов. Так, уже в ближайшие дни нас ждёт анонс представителей серии Ryzen 5000, ориентированных на мобильные применения. Чуть позднее Zen 3в обязательном порядке придёт и в процессоры класса Threadripper. Затем, ближе к концу года, в распоряжении компании должен появиться улучшенный вариант Zen 3, а потом AMD возьмёт курс на 5-нм техпроцесс, Zen 4, поддержку DDR5, PCIe 5 и прочего. Но это – более отдалённая перспектива.

У Intel в 2021 году должны произойти даже более интересные вещи. Компании наконец придётся дать ответ на все вызовы последнего времени: представить более эффективные архитектуры для производительных CPU и в полной мере освоить хотя бы 10-нм техпроцесс. В десктопном сегменте вскоре должны выйти 14-нм процессоры Rocket Lake с увеличенной удельной производительностью, а к концу года компания обещает принципиально новые 10-нм чипы Alder Lake с поддержкой DDR5, разнородными ядрами и значительно улучшенной архитектурой. Процессорный дизайн Alder Lake, на который Intel возлагает очень большие надежды, придёт и в мобильные компьютеры, но до того значительное распространение должны получить восьмиядерные процессоры Tiger Lake, предварительный анонс которых может состояться уже в ближайшие дни.

Если всё будет происходить именно так, то к концу года нас ждёт новый виток конкурентной войны между AMD и Intel, на фоне которого наверняка появятся принципиально новые технологические решения, а может быть, возникнут и какие-то неожиданные глобальные тенденции. Отрицать то, что мир вокруг нас стал очень изменчив, невозможно. И это относится к процессорам и персональным компьютерам тоже.