Hivatalos: úton van az Intel-AMD szerelemgyerek

Immár hivatalos: az AMD Radeon GPU-it választotta új, diszkrét grafikus egységgel szerelt, nyolcadik generációs processzoraihoz az Intel. A bejelentés az elmúlt közel egy év pletykái alapján már nem meglepő, a termék fejlesztése ugyanis a félvezetőipar egyik legrosszabbul őrzött titkaként vonulhat be a történelembe. Ennek ellenére még bőven van miről beszélni, az új processzorok ugyanis mind az AMD, mind pedig az Intel számára komoly jelentőséggel bírnak, utóbbinak elsősorban technológiai, előbbinek pedig leginkább gazdasági szempontból.

Íme az Intel-AMD szerelemgyerek!

A közel sem minden részletre kiterjedő bejelentés alapján immár biztosra vehető, hogy az Intel új irányát képviselő processzorai egy négymagos Kaby Lake CPU-t, egy Radeon GPU-t, illetve utóbbihoz kapcsolódóan egy 2 vagy 4 gigabájt kapacitású HBM2 memóriachipet vonultatnak majd fel egyetlen tokozáson. A CPU-lapka megegyezik a nyolcadik generációs mobil processzorokról már ismert egységgel, így az lényegében négy darab Skylake magot és 8 megabájt harmadszintű gyorsítótárat kínál. Bár az Intel egyelőre erről sem beszélt, a lapkában vélhetően megmaradt a GT2-es típusú, szerény képességű integrált Intel grafikus egység, amit energiatakarékosság címszó (Switchable Graphics) alatt vélhetően akár ki is aknázhatnak majd a processzorra építő gyártók.

A CPU-nál érdekesebb a szomszédban található Radeon GPU, amelyről csak nagyon szűkszavúan beszél az Intel sajtóközleménye. A lapkát (vagy lapkákat) az AMD "semi-custom", vagyis a megrendelő igényei szerint testre szabott dizájnokat tervező divíziója készítette, ugyanaz, amelynek a 2013 óta piacra került Xboxok és PlayStationök processzora is köszönhető. Egyelőre nem derült ki, hogy az Intel számára tervezett GPU-k pontosan mely grafikus mikroarchitektúrát alkalmazzák, azonban valószínűleg a Polaris GPU-knál (pl. RX 4xx és 5xx) megismert GCN4-ről lehet szó, a Vegákkal megjelent GCN5-öt vélhetően egyelőre megtartja magának az AMD. Ez ugyanakkor nem jelent túl nagy hátrányt az Intelnek, a két fejlesztés gyakorlati teljesítménye között ugyanis nem mutatnak számottevő eltérést a független mérések.

Pletykák szerint az AMD két eltérő GPU-t szállít majd új partnerének, az egyiket 24 CU-val (Compute Unit), azaz 1536 Shader egységgel, a másikat pedig ennek kevesebb mint felével, 10 CU-val (640 shader). Előbbi számítási teljesítménye már igen kellemes szintet üthet meg, optimális esetben valahova a Radeon RX 570 alá, a konkurenciát tekintve pedig a GeForce GTX 1050 Ti és GTX 1060 közé sorakozhat be a processzor. Ilyen grafikus teljesítmény önálló processzor még nem tett le az asztalra, amely fegyvertényben nagy szerepe lesz a GPU mellé integrált, akár 200 GB/s feletti sávszélességre is képes HBM2 lapkának. Utóbbit az Intel elsőként veti be a konzumer, azaz kliensprocesszorok piacán, hála házon belüli fejlesztésének, az EMIB-nek. Bár a HBM2 számos előnnyel kecsegtet, hisz rendkívül kis helyigényű, ráadásul alacsony fogyasztás mellett képes magas memória-sávszélességet biztosítani, cserébe chipenként több mint 4000 darab vezetéket igényel, ezért implementálása komplikált, költséges.

Ezen segít az Intel EMIB-je, amit épp ehhez, vagyis a több, bonyolult szilíciumlapka egyszerűbb, költséghatékony "összedrótozásához" fejlesztett ki a cég. A vállalat szerint az EMIB egyszerűbben és olcsóbban oldja meg az egyes lapkák közötti összeköttetés kialakítását, ugyanis míg a klasszikus 2.5D felépítés esetében az interpózer szerepét betöltő szilíciumlapka területe akár nagyobb is lehet az azon elhelyezkedő összes lapkáénál, addig az EMIB több apró, az áramkörbe beágyazott szilícium szeletekre (hidakra) épít, ami jelentősen csökkenti a gyártási költségeket. Az Intel szerint nem csak azért, mert így elhagyható a nagy méretű, drága interpózer, hanem mert ennek hiányában a gyártás is egyszerűbb, például nem kell a (BGA) chip érintkezőihez átvezetéseket (TSV) létrehozni az interpózerben, a kevésbé komplex eljárásnak köszönhetően pedig csökken a selejtarány. A technológiát eddig csak az adatközpontokba szánt, relatív kis szériás FPGA-knál alkalmazta az Intel, az eredmények alapján pedig most úgy fest, hogy a vállalat már a nagyobb volumenben gyártott, olcsóbb konzumer termékek gyártásánál is magabiztosan alkalmazza az eljárást.

Apró, de fontos részlet, hogy az EMIB-et csak a Radeon GPU és a HBM2 memória közötti huzalozás kialakításához alkalmazza az Intel, a GPU és a CPU közötti, egyszerű PCI Express buszt klasszikus módon hozza létre a gyártási folyamat. Ez semmiféle hátrányt nem jelent, ugyanis a HBM2 chip 4000+ vezetékéhez képest egy 16 sávos PCI Express kapcsolat csupán néhány tucat huzalt igényel, ami könnyen kivitelezhető beágyazott szilíciumlapka hozzáadása nélkül.

Önök kérték

A tokozáson létrehozott infrastruktúra tehát egyszerű logikát követ, mély integrációnak nyoma sincs, a Radeon GPU külső egységként, szabványos PCI Express buszon kapcsolódik az Intel CPU-jához, épp úgy, mintha egy diszkrét videokártyát helyeznénk egy alaplapi foglalatba. Ennek fényében joggal merül fel a kérdés: ilyen formában milyen előnyöket kínálhat a fejlesztés, miért éri meg az Intelnek egyik konkurensének kasszáját tömni? A válasz egyszerűbb, mint gondolnánk, a koncepció kvázi egyetlen, de vitathatatlan előnye ugyanis a méret, a chippel ugyanis rendkívül kis területen lehet elhelyezni a CPU-t, a viszonylag nagy teljesítményű GPU-t, illetve az utóbbihoz szükséges, rendkívül gyors memóriát.

Mindez pedig egyre fontosabb szempont a notebookokat gyártó partnerek számára, egy ilyen (majdnem) mindent egyben kínáló processzorral lényegesen leegyszerűsödik a nagy teljesítményű (és ebben nagy grafikus teljesítményű is beleérthető) mobil PC-k tervezése és gyártása. Bár az Intel új fejlesztésének árazása egyelőre nem ismert, a chipek vélhetően drágábbak lesznek, mintha a gyártók külön-külön vennék meg az egyes komponenseket, ugyanakkor az egyszerűbb implementálás miatt a végén még így is olcsóbb lehet az egyes notebookok előállítása.

Az előnyök jól szemléltethetőek az Apple tavaly bemutatott MacBook Pro gépeivel, a cupertinóiak ugyanis vélhetően komoly motivációt adtak az Intelnek ahhoz, hogy végül konkurensétől vásároljon GPU-kat. A termék egyik potenciális célpontja ugyanis épp a már csőben lévő, feltehetőleg valamikor a következő pár hónapban érkező frissített 15-ös MacBook Pro lehet. Az Apple notebookjának aktuális kiadásában dedikált GPU-val oldja meg a grafikát. A négymagos Intel Skylake processzor és az AMD Radeon Pro kettősének TDP-je 80 wattot (45+35) tesz ki, a két chip helyére pedig épp ideális választás lenne egy 65 wattos GPU-CPU hibrid, amellyel nem csak az alaplap komplexitása és helyigénye, hanem a rendszer fogyasztása is csökkenthető lenne, ezen előnyök pedig egyenes utat nyitnának az akkus üzemidő növelése és/vagy a gép vastagságának és tömegének további csökkentése előtt.

A 15-ös MacBook Pro alaplapja: középen balra az AMD GPU, mellette jobbra az Intel CPU (forrás: iFixit)

A Gitlab mint DevSecOps platform (x) Gyere el Radovan Baćović (Gitlab, Data Engineer) előadására a november 7-i DevOps Natives meetupon.

Az Apple egyébként már nem először tolná rendhagyó fejlesztések irányába az Intelt, amely anno ugyancsak cupertinóiak nyomására készítette el eDRAM-mal megspékelt Crystalwell processzorát. Sőt, az első U sorozatú Core chipeket is egy Apple koncepció, az eredeti MacBook Air hívta életre, aminek köszönhetően az ultraalacsony fogyasztású processzorok mára az Intel legkelendőbb mobil termékeit jelentik.

Még bőven vannak kérdőjelek

Az eddig felvetett kérdések mellett akad még jó néhány. Az egyik ilyen a meghajtóprogram kérdése, amely elkészítése és frissen tartása közel sem triviális feladat, az Intel számára ez komoly kihívásokat jelentett az elmúlt években, az IGP-k terméktámogatása sok esetben kritikán aluli munkáról árulkodott. A szóban forgó processzoroknál ezzel már lényegesen kevesebb probléma lehet, a Radeon GPU-hoz szükséges meghajtóprogramról alapjairól ugyanis maga az AMD gondoskodik majd, amit az Intel lehetőség szerint kiegészíthet egyedi fejlesztésekkel. Erre szükséges is lesz, ugyanis a processzor TDP keretét dinamikusan kell majd elosztani, illetve szabályozni a CPU és a GPU, valamint utóbbi memóriája között. Persze ennél jóval triviálisabb módosításokat is várhatunk, például a meghajtóprogram vezérlőpultján minden bizonnyal Intel logo fog majd díszelegni.

Ettől függetlenül az AMD-nek csak beszállítói szerep jut, a tranzakcióval nem kap szellemi tulajdont az Intel, a két cég közötti keresztlicenc-megállapodás nem változik. Ehhez kapcsolódóan ugyancsak érdekes kérdést vet fel, hogy az Intellel kötött beszállítói szerződéssel felvállalt-e az AMD bármilyen önkorlátozást, ennek hiányában ugyanis később akár a cég is előállhat hasonló koncepcióval, igaz, ehhez először egy EMIB-hez hasonló, gazdaságos tokozási technológiára lenne szüksége az AMD valamelyik gyártópartnerének.

Az, hogy a chipekért, illetve azok támogatásáért cserébe mekkora összeg üti az AMD markát, egyelőre rejtély. Az Intel riválisa vélhetően "kilóra" kapja majd fizetségét, aminek mértékéről csak találgatni lehet, mint ahogy egyelőre arról is, hogy ki gyártja a lapkákat. Utóbbi egyszerűbb kérdést vet fel, vélhetően az AMD első számú bérgyártója, a GlobalFoundries végzi a lapkák termelését. Ily módon ugyanis a tervezőcég könnyebben teljesítheti a szerződésben rögzített éves megrendelését, nem utolsó sorban pedig ezzel nem kerülhetnek az Intel kezébe a lapkák áramkörének tervei. Az AMD tehát bevételhez és piachoz juthat, ezzel együtt pedig partneri vállalásait is könnyebben teljesítheti.

Intel-AMD, Intel-Nvidia?

Alappal merülhet fel a kérdés, hogy miért nem az Nvidia GPU-it választotta az Intel, a Pascal-alapú egységek ugyanis egyértelműen felülmúlják az AMD Polarisait. Az egyik lehetséges okot a semi-custom divízió hiánya jelentheti, az Nvidia jó ideje nem készít egyedi igényekre szabott lapkákat, ilyen téren az AMD jelenleg rugalmasabb partner. A másik okot az árazás jelenthette, az AMD valószínűleg kedvezőbb ajánlatot adhatott az Intelnek, egyrészt azért, mert a lapka tervezéséhez rendelkezésre áll az imént említett, erre fenntartott részleg, másrészt az AMD-nek jelenleg nagyobb szüksége van a piaci részesedése. Az elmúlt évek bukdácsolásai és az Nvidia töretlen szárnyalása miatt ugyanis mélypont közelébe esett a Radeonok népszerűsége, jelenleg a vásárlók közel háromnegyede választ GeForce-ot, miközben a Radeonoknak csak a maradék, nagyjából egy negyed jut.

Végül, de nem utolsó sorban az AMD saját termékei szempontjából is felvet egy fontos kérdést az Intellel való együttműködés, amellyel akár a közelmúltban bejelentett Raven Ridge esélyei is gyengülhetnek. Erre ugyanakkor nem sok esély van, a szóban forgó AMD fejlesztés más réteget céloz, olcsóbban gyártható, illetve fogyasztása is lényegesen alacsonyabb lehet. Ettől függetlenül az AMD mostantól valószínűleg kevésbé keserű szájízzel viselné, ha valamelyik cég a Raven Ridge helyett Radeonnal szerelt Intelt választ, hisz közvetetten ebből is bevétele származik a cégnek, miközben GPU-s piaci részesedése is növekedne.

Intel: kit érdekelnek a GPU-k?

Szintén fogós kérdést jelent az Intel és saját fejlesztésű GPU-inak jövője. A vállalat kifejezetten nagy dinamikával ugrott neki az integrált egységek fejlesztésének az évtized elején, ám a lendület a Broadwell kódnevű processzorok környékén váratlanul megtorpant, említésre méltó mikroarchitektúrális fejlesztést évek óta nem mutatott fel az Intel. Emiatt még a legújabb integrált grafikus egységek terület/teljesítmény aránya is rossz, a gigantikus szilíciumbüdzsé ellenére ezek teljesítménye nem éri el az elvárható minimumot, a lapkák modern játékok futtatására csak nagyon erős megkötésekkel vethetőek be. Egyes pletykák szerint a takarékon járatott stratégia abszolút tudatos, a vállalatot 2013 májusa óta irányító Brian Krzanich ugyanis saját kezűleg vonta el az erőforrásokat a GPU-k fejlesztéséről.

A hozzáállás több szempontból is logikus, hisz erősebb grafikus egységekre csak a piac egy szűk szegmensének van szüksége, amihez nem feltétlenül éri meg a konkurensek jelenlegi, igen magas szintje mellet további tíz- vagy inkább százmilliókat elégetni, a bejelentés alapján olcsóbb készen megvenni a GPU-kat. A PC-k világában a heterogén, azaz a CPU és a GPU képességeit egyesítő általános számítási mód totális csődöt mondott, emiatt pedig a cég arra számított, hogy a legtöbb felhasználó beéri korábbi, gyenge megoldásaival. Egyszerű megjelenítésre, irodai felhasználáshoz, böngészéshez, illetve mozgóképek lejátszáshoz ugyanis megfelelnek a jelenlegi Intel GPU-k, emiatt a cég nem is észlelt komoly igényt újabb fejlesztésekre.

Amire az Intel viszont látszólag nem számított, az a nagy felbontású panelek gyors ütemű terjedése PC-s környezetben. A 4K-s és 5K-s kijelzők már az iMacekben is megjelentek, fokozatosan pedig a mainstream PC-k világát is kezdik meghódítani - épp a gyártók törekvése nyomán, amelyek szeretnének valamiben újat nyújtani az évekkel ezelőtt eladott modellekhez képest. Ez azonban mára olyan kihívás elé állította az Intel GPU-kat, aminek azok (épp a visszafogott fejlesztésnek betudhatóan) bizonyos esetekben nem tudnak megfelelni, emiatt pedig kényszerűségből is szüksége lehetett a cégnek egy gyorsan implementálható megoldásra.

Az érdekes, és egyelőre vélhetően eldöntetlen kérdés, hogy az AMD szerepe ideiglenes, vagy a high-end chipeknél hosszú távon számít külső GPU-kra az Intel. Elképzelhető ugyanis, hogy az igényekkel kézen fogva újra beindítja a fejlesztést a vállalat, és pár év múlva előáll az új igényeknek megfelelő grafikus alrendszerrel. Figyelembe véve azonban, hogy ezeket a modulokat az Intel máshol vélhetően csak nehezen tudná tetemes haszonnal kamatoztatni, elképzelhető, hogy az együttműködés hosszabb távra szól. A tavalyi kapituláció után már a mobilpiac sem jelenthet motivációt, a vastag profittal kecsegtető szerveres gyorsítók pedig gyökeresen más architektúrát rejtenek, a Xeon Phi termékek inkább egy sokmagos CPU-ra hasonlítanak, amit az Altera felvásárlásának hála szükség esetén már rugalmasan alkalmazható FPGA-val is ki tud egészíteni az Intel.