Архитектура AMD Zen 2 грядет. Каких улучшений процессора вы ожидаете?
Наступающий запуск микропроцессоров AMD Ryzen третьего поколения на основе архитектуры Zen 2 - это важный момент для компании. Это не только первый раз, когда AMD обыграла Intel с новым узлом, но и необходимая и важная демонстрация способности AMD выполнять итеративную дорожную карту. Этот вид долгосрочного цикла улучшения имеет решающее значение для завоевания бизнеса и серверного пространства. Учитывая важность запуска как для потребителей, так и для корпораций, какие части мы должны ожидать от AMD?
Примечание. Согласно AMD, формальное название семейства процессоров - Ryzen третьего поколения с микроархитектурой Zen 2. Разделение Ryzen 3 / Zen 2, которое мы применяем в этой статье, отражает эту дифференциацию.
Я решил вернуться к этому вопросу после того, как данные из европейского ритейлера Mindfactory.de попались на глаза. Мы представили данные о продажах компании в отдельной истории; это соответствующий слайд в вопросе:
С декабря прошлого года ходили слухи, что AMD будет использовать запуск Ryzen 3 / Zen 2, чтобы увеличить число ядер во всем семействе продуктов, одновременно снижая цены. Приведенная ниже таблица является представителем этого слуха, который предшествовал CES:
Позиционирование продукта и цены, которые предсказывает этот график (и другие подобные ему), неверны. Чистый эффект этих изменений снизит текущую цену на ядро AMD более чем на 50 процентов. Хотя мы ожидаем, что AMD будет активно внедрять новые, более быстрые процессоры, компания не собирается делать это таким образом. Давайте поговорим о том, почему.
Маржа и Рынки
Во-первых, AND не имеет финансовой возможности для такого рода уловок, даже если бы захотел.
По состоянию на четвертый квартал 2018 года валовая прибыль AMD составила 37,84 процента. Это представляет собой значительное долгосрочное улучшение по сравнению с дорызенской эпохой. Однако фактическая маржа операционной и чистой прибыли компании намного ниже - в диапазоне 5-6 процентов. Этот полезный инструмент от MacroTrends.net позволяет сравнивать все три значения; скриншот самых последних результатов AMD и исторических данных показан ниже:
После 2011 года AMD должна была поддерживать валовую маржу в 33-37 процентов, чтобы оставаться прибыльной. Чистая прибыль компании составляет всего 5,2 процента от выручки. Чистая прибыль Intel, для сравнения, составляет 29,72 процента. AMD в буквальном смысле не может себе позволить таким образом рассчитать свои собственные цены без ущерба для своей собственной прибыли.
В прошлом переход на новые узлы можно было рассчитывать на снижение долгосрочных цен на кремний и стоимость чипов. Это менее верно сейчас. Затраты на проектирование и стоимость подложек резко возросли с каждым поколением продуктов. В своей дискуссии по запуску 7 нм Марк Папермастер отметил, что «мы не получаем подъем частоты, который мы привыкли получать», и назвал 7 нм «грубым подъемом, который добавил маски, больше сопротивления и паразитов».
AMD сделала несколько разумных шагов, которые должны позволить ей максимизировать прибыль даже при относительно низкой доходности, включая соединение 7-нм чипсетов с 14-нм центральным кристаллом ввода-вывода. Но эти шаги следует понимать как реакцию на жесткую кривую затрат и растущие технические трудности, а не на волшебный единорог, который позволяет компании игнорировать их. С каждым новым узлом затраты на пластины и дизайн резко возросли.
Инвесторы ясно дали понять, что хотят, чтобы маржа AMD увеличивалась. Сама AMD определила критически важные рынки, в которых она хочет конкурировать, включая серверы, ноутбуки и растущий рынок искусственного интеллекта / глубокого обучения, который, как ожидается, определит и будет стимулировать вычисления в следующем десятилетии. Хотя доля рынка серверов растет, доля AMD во всем пространстве AI / DL, по-видимому, практически равна нулю. Компания проделала некоторую работу с Google, и ходили слухи, что она создала Radeon Instinct как полу-нестандартное решение для клиента, но, как показывает этот обширный обзор машинного обучения от эксперта по искусственному искусству Тима Деттмерса, AMD не рассматривается как сильный конкурент профессионалам, работающим в этой области, по крайней мере, не сейчас. Он пишет: «AMD мало инвестирует в свое программное обеспечение для глубокого обучения, и поэтому нельзя ожидать, что программный разрыв между Nvidia и AMD сократится».
Если AMD хочет выйти в эти пространства - и, безусловно, заявляет, что она это делает - она собирается вложить в это значительные средства, чтобы соответствовать уровню разработки программного и аппаратного обеспечения, в который вкладывают Nvidia, Intel, Google и Amazon. Опять же, это берет доход. AMD уже собирает намного меньше его на каждое ядро процессора, чем Intel, и разделяет 7-нм возможности TSMC для литейного производства со многими известными компаниями. Компания не может зависеть от сокращения затрат и увеличения ее объема, как это было бы, если бы она владела собственными производственными мощностями и устанавливала собственные производственные цели. Распределение мощности оговаривается заранее.
Исторические Тенденции
Во-вторых, AMD никогда не потрудила цены на свои собственные семейства продуктов так, как ожидают эти 7-нм слухи. До появления семейства Ryzen 7, дебютировавшего до 500 долларов, AMD дважды захватила лидерство на различных рынках: выпуск Athlon 64 и запуск Athlon 64 X2. Первый восстановленный 64-битный чип AMD стал превосходным решением во многих потребительских приложениях после того, как Athlon XP утратил эту корону. Вторая дала AMD серьезные претензии на общее превосходство, даже в рендеринге и многопоточных приложениях, где она ранее отставала от P4 благодаря поддержке последней Hyper-Threading.
Это были не дешевые процессоры. В обоих случаях AMD воспользовалась преимуществами повышения производительности по сравнению с Intel, чтобы сократить свои цены и улучшить свои ASP. По сути, двухъядерные процессоры AMD были значительно дороже, чем аналоги Intel Pentium D при запуске именно по этой причине.
Если вы заботитесь о долгосрочном успехе AMD, возврат к ценовым моделям Bulldozer - это последнее, что вам нужно. Компании с низкой чистой прибылью испытывают трудности при поглощении рыночных спадов или изменении условий, не скатываясь в минус. Огромный разрыв между чистой прибылью AMD и Intel частично свидетельствует о том, сколько AMD еще нужно, чтобы улучшить свое положение, чтобы занять прочную основу.
Что ожидать, когда вы ожидаете Ryzen 3
Мы уже знаем несколько вещей об ожидаемых процессорах Ryzen 3 / Zen 2 и AMD 7 нм. Мы знаем, что AMD заявляет, что она может обеспечить на 25% больше производительности при 7 нм при той же мощности. На основе демонстрационной демонстрации AMD мы знаем, что он может поставить процессор Ryzen с эквивалентной производительностью Core i9-9900K в Cinebench 15 с гораздо меньшим энергопотреблением. (AMD претендует на показатель CB15 2023 с потреблением энергии в 130 Вт, по сравнению с 2042 для 9900K с потреблением энергии в 180 Вт.)
Мы знаем, что в пакете ЦП есть место, где может быть установлен второй чипсет, и AMD, вероятно, будет использовать его для расширения своей основной настольной платформы до 16 ядер. Threadripper, вероятно, будет развиваться и вверх. Ходят слухи, что улучшение IPC для Ryzen 3 по сравнению с Ryzen 2 постоянно находится в диапазоне 10-20%.
Если AMD будет следовать своей исторической схеме, она поразит Intel целевым сочетанием увеличения тактовой частоты, улучшений IPC и повышения эффективности энергопотребления, одновременно стремясь к дальнейшему повышению своей маржи, а не к ее снижению. Это автоматически не исключает дальнейшее увеличение числа ядер или улучшение цен на ядро. Это просто означает, что компания не собирается сокращать собственные прибыли и доходы, чтобы обеспечить эти преимущества.
Потратив столько времени на критику слухов других людей, кажется справедливым, что я высовываю свою шею и делаю несколько собственных предсказаний.
Во-первых, я ожидаю, что одна из главных историй AMD о Ryzen 3 / Zen 2 будет игрой с низким энергопотреблением. Компания не делала упор на Ryzen Mobile так сильно, как я думал, в первый год существования этой части. Я думаю, что архитектура Zen 2 будет лучше подходить для сегмента. 7-нм TSMC начинался как процесс с низким энергопотреблением, и, по статистике, прирост производительности для чипов x86 за последнее десятилетие был самым большим в более низких диапазонах мощности. Я не знаю, какое улучшение мы увидим в настольных ПК, но я ожидаю, что оно будет видно в виде более низких значений TDP хотя бы на некоторых чипах.
В-третьих, если AMD выпустит новые чипы с> 8 ядрами, я ожидаю, что они будут стоить выше текущей цены на 8-ядерный десктоп ($ 300 за Ryzen 7 2700X). Вполне возможно, что AMD переместит 8-ядерные чипы к скромно более низким ценам, но я не ожидаю, что компания продаст 8-ядерный процессор за 200 долларов. Ходят слухи о появлении 10-ядерного высокопроизводительного процессора Intel для настольных ПК. в 2019 году, но я ожидаю, что Intel сохранит свои цены на ЦП как можно выше, чтобы защитить свои собственные прибыли, ограничивая необходимость AMD сокращать свои собственные.
Кажется маловероятным, что на рынке настольных компьютеров мы увидим сокращение сверху вниз, подобное тому, которое последовало за первым дебютом Ryzen 7. Вместо этого мы увидим, как увеличится число основных ядер на платформах AMD и Intel, и AMD, вероятно, перейдет на 12-16-ядерные чипы в основном Ryzen. Вполне возможно, что в этом году мобильные процессоры также смогут увеличить число ядер, но нет никаких шансов, что AMD просто полностью отбросит четырехъядерные процессоры и стандартизирует шестиядерные чипы как минимальную вычислительную единицу.
Наконец, я ожидаю, что AMD увеличит производительность настолько, насколько это возможно с точки зрения тактовой частоты и IPC, не взорвав свои кривые мощности в ад и не прыгнув за счет количества ядер, которые разрушат его ценовую модель. Это на самом деле немного эволюции для меня. В прошлом я утверждал, что компания предпочитает вводить более взвешенные улучшения каждый год, а не прыгать на каждый прирост, который она может извлечь из кремния. (Чтобы визуализировать разницу, представьте себе статический 10-процентный прирост каждый год, а не чередующийся 5–15-процентный показатель улучшения.) Но пробел в ASP в данных Mindfactory.de и некоторых других слухах, которые я слышал, заставляют меня думать, что я был неправ в этом вопросе. AMD, скорее всего, будет играть 7нм так агрессивно, как считает, - только не в ущерб другим аспектам своей продуктовой стратегии. В связи с этим, я ожидаю, что компания будет увеличивать количество ядер только в верхних сегментах своего рынка, в то же время более агрессивно конкурируя по тактовым частотам и IPC в каждой ценовой категории, с более маломощными частями, предназначенными для рынка мобильных устройств и пользователей настольных компьютеров, которые хотят строить системы малого форм-фактора.