Mlčení prolomeno. AMD sdělilo, kam míří s procesory, grafikami a APU

0

Šestý květen je za námi a s ním i událost nazvaná AMD Financial Analyst Day 2015. Na té tato firma měla předložit svou perspektivu dalšího vývoje a produktů na příští léta, takže vzhledem k nedostatku informací za poslední měsíce šlo o den velmi očekávaný. V minulém týdnu se jsme zde měli několik neoficiálních informací (viz zde, zdezde), které se tvářily jako úniky z prezentace, která měla být včera zveřejněna, podle všeho ale byly falešné. AMD některé v nich udávané informace o architektuře Zen sice potvrtuje, jiné ale nikoliv a oficiální linie se v mnohém liší.

Procesory a APU, jádro Zen

Jako první se podíváme na oblast procesorů a APU. Roadmapa, kterou AMD oficiálně představilo, se liší poměrně hodně od údajného úniku, jehož obsah byl podle vyjádření AMD vymyšlený. Tu a tam ale není jasné, zda třeba některé jeho části nakonec nejsou blízko pravdě. Oficiální informace jsou totiž nakonec dosti kusé.

V roadmapě na rok 2015 se nachází přežívající procesory FX Vishera, Kaveri pro socket FM2+ (tedy nikoliv Godavari, nicméně zde jde jen o terminologii a toto kódové označení už používají i výrobci desek). V mobilním segmentu pak figuruje ještě nevydané Carrizo a Carrizo-L, které AMD nazývá také „APU 6. generace“. Podstatná informace je, že tato APU mají jít na trh ještě v tomto čtvrtletí, čili před koncem června. V ultramobilním segmentu není ani zmínka o údajných 20nm APU Amur či Nolan, vidět je pouze Mullins z loňského roku.

AMD Financial Analyst Day 2015
APU Carrizo bude mít mírně pozměněná loga, měla by vypadat takto

Uvedení Zenu příští rok platí

Rok 2016, který nás primárně zajímá, je bohužel pokryt hodně mlhavě. Dobrá zpráva je,, že tento rok má skutečně přijít architektura Zen. V roadmapě je dokonce uvedeno, že procesory s jádry Zen budou tvořit novou generaci „řady FX“. Ovšem nemají používat socket FM3, ale AM4. Také nemáme potvrzeno, že budou osmijádrové, jak tvrdily únik z ledna, je to ale stále pravděpodobné. Na jiném místě prezentace totiž AMD zmiňuje, že hodlá zákazníkům nabízet „vysoké počty jader“. Potvrzeno je také, že tato CPU budou podporovat paměti DDR4 a že platforma AM4 bude sdílená s desktopovými APU „sedmé generace“, následující po Carrizu.

AMD Financial Analyst Day 2015

Co se architektury Zen týká, údajný diagram jádra (naznačující posílení na 3 ALU a 3 AGU) potvrzen nebyl – alespoň ve zveřejněných slajdech. Co ale máme černé na bílém je, že jádro Zen bude používat SMT, tedy že bude zpracovávat více vláken naráz (nejspíše dvě jako u Intelova HT). Skoro určitě tím pádem bude opuštěna koncepce modulů, neboť SMT je koncept hodící se pro nezávislá jádra. Jádro Zen má mít zcela novou architekturu a AMD také explicitně zmiňuje, že dostane nový systém pamětí cache, údajně s nízkými latencemi a vysokou datovou propustností. V tomto ohledu AMD dnes za Intelem zaostává, takže doufám, že se zde sliby vyplní.

 

Zen má o 40 % lepší IPC než Excavator

AMD slibuje (respektive očekává), že různá zlepšení přinesou o 40 % lepší výkon při stejném taktu (tzv. „IPC“) ve srovnání se zatím neuvedenou architekturou Excavator. Proti Steamrolleru by to tedy odhadem mohlo být i třeba 45 %, i když toto číslo se vždy hodně mění v závislosti na měřené úloze. Každopádně by se tím pádem mělo jednat o značně výkonnější jádro, než jsou ta současná, v závislosti na dosažených taktech lze asi čekat něco mezi Nehalemem a Sandy či Ivy Bridge. V následujících letech má vývoj architektury pokračovat a přinášet další evoluční zlepšení IPC.

AMD Financial Analyst Day 2015

V první generaci má být Zen produkován na procesu s FinFETy – tedy buď na 14 nm u GobalFoundries, nebo na 16 nm u TSMC (reálnější je první varianta). Částečně asi i díky procesu má architektura škálovat jak na nízká, tak na vysoká TDP, takže kromě výkonných jader Excavator/Steamroller zdá se nahradí také malá „kočičí“ jádra. Po Pumě tak už asi nic nového nepřijde.

AMD Financial Analyst Day 2015

Vraťme se ale od Zenu ještě k roadmapě na rok 2016. V té se kromě oné nové generace „zenových“ FX nacházejí ještě APU „sedmé generace“ (v roadmapě nemá jméno, takže nevíme, zda údajné označení Bristol Ridge platí). Jak už jsme uvedli, jejich desktopová řada se bude zakládat na platformě AM4 společné s highendovými CPU, tato CPU ale mají umět jak paměť DDR4, tak DDR3. Naopak mobilní verze těchto APU má využívat platformu FP4, tedy stejné pouzdro BGA, jako čipy Carrizo a Carrizo-L.

U těchto APU bohužel není nikde uvedeno, že budou založené na architektuře Zen. Obávám se tedy, že v nich ještě bude úřadovat Excavator. Slajd neprozrazuje, zda budou v mobilní oblasti existovat dva typy čipů – je možné, že kromě duchovního následovníka Carriza bude opět také separátní čip navazující na Kabini, Beemu a Carrizo-L. AMD slibuje, že u těchto APU opět vylepší poměr výkonu ke spotřebě, není ale jasné, zda to znamená přechod na lepší výrobní proces s FinFETy – explicitně to zmíněno není, takže přetrvání na 28nm není vyloučené.

AMD Financial Analyst Day 2015

 

K12 zůstává v programu, přednost má ale Zen

Určitě vás zajímá také osud procesorů architektury ARM. Z informací zveřejněných na Financial Analyst Day vyplývá, že jsou stále součástí programu. Ovšem AMD poněkud změnilo jejich prioritu. Nadále budou zaměřené na sektory embedded, semi-custom a servery, nikoliv už na mobilní sektor. Loni firma zveřejnila plán nazvaný Project Skybridge, v němž hodlala nabídnout čipy na bázi ARM i x86, které by používaly shodnou platformu, a výrobci je tak mohli v produktech snadno mixovat. Tato iniciativa se ale údajně nesetkala se zájmem a byla proto opuštěna. Byla také zřejmě spojena s ambicemi v mobilní oblasti (tablety); AMD se ale podle slov své ředitelky rozhodlo svůj rozpočet a síly napřít jinam.

Projekt jádra K12 nicméně opuštěn nebyl, jelikož jeho smysl leží v serverové oblasti, o kterou AMD zájem má. Firma ale nyní považuje za důležitější architekturu x86, a proto jsou údajně prostředky prioritně vržené na vývoj Zenu. Zatímco ten má přijít příští rok, K12 bylo odsunuto až na rok 2017. Jeho vývoj probíhá ve spojení s vývojem Zenu, aby se maximálně využila odvedená práce a získané poznatky.

AMD Financial Analyst Day 2015

Do příchodu architektury K12 v roce 2017 bude mít tedy AMD stran ARMu v rukou jen serverový SoC Seattle, alias Opteron A1100. Ten se stále ještě nedostal doprodeje a AMD přiznalo, že jej postihlo zpoždění. Zákazníkům jej v masovém měřítku začne dodávat až v druhé polovině letošního roku, což je zklamání. Tento produkt ale má sloužit jako jakýsi pokusný balónek a připravit cestu pro eventuální výkonnější produkty založené na K12 – například co se týče softwarového vývoje.

Procesory a APU, jádro Zen

Radeony letos a v příštím roce

Zatímco pro oblast procesorů AMD přece jen nějakou – byť nijak podrobnou – roadmapu uvedlo, okolo Radeonů už bylo na slovo skoupější. Před plány na příští rok ovšem ještě něco k letošnímu: v prezentačních slajdech je potvrzeno použití pamětí HBM u grafických karet Radeon – AMD se chlubí tím, že tuto technologii nasadí jako první. Karty s HBM mají přitom výslovně přijít v tomto čtvrtletí – to znamená, že Radeon R9 390/R9 390X s čipem Fiji bude na trhu nejpozději v červnu.

AMD Financial Analyst Day 2015

HBM podle informací od AMD vede k netriviálnímu snížení spotřeby: tyto paměti mají proti GDDR5 ušetřit víc než polovinu elektřiny (a tuto úsporu může AMD využít pro zvýšení výkonu samotného GPU). A pokud se vezme v úvahu přenosová rychlost, mají více než třikrát lepší poměr výkonu a spotřeby. AMD ve svých slajdech jinak potvrdilo, že tyto paměti bude osazovat na inteposer, tedy společnou desku sloužící k jejich propojení s GPU samotným. Jde tedy o takzvané uspořádání „2.5D“, o němž se neoficiálně mluvilo již dříve.

AMD Financial Analyst Day 2015

V roce 2016 firma na letošní premiéru HBM naváže a nasadí rovnou druhou generaci HBM, která by měla přinášet vyšší přenosové rychlosti a také vyšší kapacity čipů. Je také možné, že by se už v této fázi tyto paměti mohly začít rozlézat z highendu do lacinějších karet, což by mohlo poněkud zahýbat s poměry na trhu. Podle webu AnandTech to vypadá, že by se HBM eventuálně mohla dostat i do APU, nic konkrétního v tomto směru ale AMD neslibuje.

 

AMD počítá s tím, že bude i v roce 2016 stavět na grafické architektuře GCN, bude ovšem pokračovat v jejím průběžném optimalizování. V příštím roce u ní slibuje dvojnásobné zlepšení v energetické efektivitě, což by ovšem z velké části mělo jít na vrub přechodu z planárního 28nm procesu na modernější výrobu – použít má být postup s 3D tranzistory typu FinFET, tedy buďto 14nm proces GlobalFoundries, nebo 16nm proces TSMC.

AMD Financial Analyst Day 2015

V slajdech se uvádí, že za hlavní směry vývoje GPU firma považuje virtuální realitu, která má mít význam zejména v roce 2016, kdy by se snad měly více rozšířit 3D brýle potřebné k její konzumaci. V tomto ohledu mají být důležité technologie Liquid VR, představené nedávno na GDC. V kratším horizontu AMD uvádí, že se chce soustředit na výkon v rozlišení 4K, na nějž by měla také mít pozitivní vliv vyšší propustnost pamětí HBM.

 

Aktualizováno (7. 8. 2015):
Na akci toho nakonec bylo z přicházejícího Radeonu s čipem Fiji vidět i víc než jen slajdy. Začalo to nenápadně minerálkou – „na scéně“ byly totiž čirou náhodou přítomné láhve s vodou značky Fiji Water. Symbolika je zde asi jasná, AMD totiž podobný vtípek provedlo i s Radeonem R9 295X2, který básnicky ztvárnilo dvěma baleními čipů a minerálkou pro změnu z Havaje. Pravděpodobně se tedy jedná o doklad, že i s čipem Fiji AMD vytvoří nějakou vodou chlazenou grafiku.

Voda z Fidži. Počet lahví asi nic neznamená, značka minerálky ale náhoda nebude
Voda z Fidži. Počet lahví asi nic neznamená, značka minerálky ale náhoda nebude

A dnes se na internetu také objevily obrázky, na nichž by už zřejmě měla být zachycena grafika s čipem Fiji, nesjpíše Radeon R9 390X. Potvrzuje se, že tato karta bude díky paměti HBM moci být docela malá (pokud na ni výrobce neosadí velký nereferenční chladič). Toto kouzlo je snad vidět na druhém snímku, na němž by měl být přímo zapouzdřený čip Fiji. Jde o BGA balení s ochranným rámečkem a klasickým zeleným substrátem. Ona jasně barevná ploška je ale zřejmě křemíkový interposer, na němž asi můžeme vidět osazený paměťový čip. Samotné GPU by mělo být ve středu tohoto interposeru.

Radeon R9 390X na AMD Financial Analyst Day 2015

Údajný Radeon R9 390X a pouzdro čipu Fiji s interposerem
Údajný Radeon R9 390X a pouzdro čipu Fiji s interposerem

Karta sama bude dvouslotová. Na lícové straně není vidět ventilátor, ten ovšem může být pouze překrytý pro účely focení (na záslepce jsou ventilační průduchy) – pokud tedy vyfocená karta není čistě vodní. Co si lze dobře prohlédnout, jsou výstupy. Osazeny jsou čtyři, z nich trojice DisplayPortů. Čtvrtým portem je HDMI – podle některých webů HDMI 2.0a, zda je to ale nějak potvrzená informace, nebo jen dohad, netuším.

Zdroje: VideoCardz (1, 2)

Budoucnost je v datacentrech

Velmi důležitý má do budoucna být pro AMD trh serverů. Paradoxně je tomu tak proto, že se mu v něm v současnosti daří velmi špatně. Tržní podíl na serverových procesorech má údajně v současnosti pod 1,5 % a roční(!) tržby jsou údajně menší než 300 milionů USD. Návrat na tento trh je tedy jasnou příležitostí, jak si vylepšit celkové příjmy, a AMD plánuje této možnosti v střednědobém horizontu (během let 2016–2017) využít.

AMD Financial Analyst Day 2015

První cestou nazpět mají být výkonné serverové Opterony, kterými chce AMD opět konkurovat Xeonům od Intelu. Umožnit to má architektura Zen a výroba moderním procesem s FinFETy. Jak přesně budou tato CPU vypadat, není z roadmapy zřejmé. Mají ale mít „vysoké počty jader“ a také výkonné IO přímo integrované na čipu (kromě řadičů PCI Express a SATA/SAS je zde možná řeč i o propojovací logice a síťové konektivitě). Díky architektuře Zen budou také tato CPU umět technologii SMT, stejně jako jejich desktopoví sourozenci.

V prezentaci ji jedna zmínka, která by mohla naznačovat, že půjde o ony 32jádrové Opterony složené až z čtyř čipů, o nichž jsme nedávno psali na základě nepotrvzených a neoficiálních informací z webu Fudzilla. V prezentaci totiž stojí, že jednou z konkurenčních výhod těchto Opteronů má být „disruptivní“ paměťová propustnost. Aby v tomto ohledu AMD mohlo nabídnou více než Intel, muselo by použít širší paměťový řadič – tedy dost možná osmikanálový, jak tvrdila Fudzilla. Tento detail by tedy mohl naznačovat, že ony informace byly pravdivé. Alternativním vysvětlením je to, že by měly čipy integrovanou paměť HBM, která by skutečně disruptivní propustnost měla. Jenže s tou by byla kapacita RAM pro serverové úlohy příliš nízká.

Druhou linií útoku pak mají být serverové procesory s architekturou K12, tedy čipy ARM. Ty zřejmě AMD chápe jako doplněk Opteronů s instrukční sadou x86, nikoliv jako jejich přímou konkurenci. K12 má být navržena na celkovou efektivitu, zejména pro funkce jako jsou úložiště, síťová infrastruktura, a nasazení typu embedded, kdežto „zenové“ Opterony budou klasická výkonná CPU pro univerzální použití.

AMD Financial Analyst Day 2015

Do třetice pak AMD počítá s průnikem APU do datacenter. APU podobně jako GPU samozřejmě nebudou použity pro databáze, hosting a podobné úlohy, ale tam, kde je třeba vysoký numerický výkon (HPC). U těchto čipů má být využita architektura HSA a hrubý výpočetní výkon má dosahovat několika TFLOPS – budou tedy muset mít integrovaná GPU se značně větším počtem stream procesorů, než má současné Kaveri či Carrizo. Zřejmě také bude potřeba, aby tato APU měla vysoký výkon v FP64. AMD uvádí, že přinesou „transformovanou“ paměťovou architekturu, což by mohlo znamenat kombinaci HBM s externí DDR4. Tedy něco, co by bylo obdobou paměťového subsystému, který Intel nasadí v budoucí 14nm verzi Xeonů Phi.

O velmi výkonných APU pro sektor HPC už jsme nedávno také psali. Těžko říci, zda čipy, o nichž AMD nyní hovořilo, odpovídají neoficiálním informacím, které o nich psal web Fudzilla, možné to asi je. Každopádně by mělo jít o procesory s poměrně vysokým příkonem, dost možná se budeme setkávat s TDP přes 200 W, jako mají současná výpočetní GPU Tesla, FirePro a koprocesory Xeon Phi.

Opteron 6300

 

Závěr

AMD Financial Analyst Day 2015 byl především akcí pro investory a analytiky, tedy ani ne tak pro technicky zaměřené pozorovatele, jako pro lidi s obchodní a finanční perspektivou. Velký prostor byl proto věnován obecné strategii a trendům (neřkuli „buzzwordům“), které AMD předvídá nebo chce využít. Tyto rozpravy pro nás nejsou příliš zajímavé, nicméně na závěr z nich vyberme jeden slajd. V tom AMD shrnulo, co pro sebe považuje za podstatné a perspektivní. A naopak, v kterých oblastech nemá smysl se o něco pokoušet. Do těch prvních firma chce napřít své zdroje a investice, zatímco na ty druhé hodlá rezignovat a neutrácet za ně zbytečně finance.

Svůj chléb vidí AMD obecně v herní oblasti včetně virtuální reality a v datacentrech, tedy serverech a další infrastruktuře. Kde naopak firma nehodlá marnit čas, jsou tablety a mobilní zařízení (minimálně ta levnější) a telefony. AMD také dopředu říká, že se nehodlá pokoušet konkurovat Intelu a výrobcům ARMů v oblasti „internetu věcí“. V jejich případě se zaměří na infrastrukturu a serverovou stranu, nikoliv na SoC pro jednotlivá malá zařízení.

AMD Financial Analyst Day 2015

Po stránce technologie pak firma uvádí jako prioritu vývoj výkonných procesorových jader a za tímto účelem hodlá údajně zvyšovat své investice do jader architektury x86 (Zen), i když za důležitou považuje i investici do architektury ARM. Firma by se měla zaměřit na využití pokročilé integrace čipů, jako je 2.5D/3D stacking; měla by se snažit využívat standardně dostupné výrobní procesy místo specifických (SOI), které mohou být drahé a riskantní. AMD také uvádí, že nebude investovat do vlastního vývoje technologií, které nejsou kritické a které lze snadno licencovat – tento směr už byl zřejmě naznačen loni uzavřeným partnerstvím s firmou Synopsys.

 

Projevem této strategie je například minulý měsíc oznámené uzavření divize SeaMicro, zabývající se prodejem mikroserverů. Nejde ale o změnu jedinou. AMD hodlá zjednodušit své produktové plány, což zřejmě značí redukci počtu aktivních projektů, aby na zbylé bylo více prostředků. To je možná i důvod, proč nyní firma místo malých a velkých jader bude vyvíjet jen jednu procesorovou architekturu (Zen, od nějž je alespoň z části odvozeno i jádro K12). Nejspíš se tedy také dočkáme menší diverzity v oblasti APU a nebo počtu vyvíjených GPU dle výkonnostních segmentů.

AMD také uvádí, že by chtělo omezit svou závislost na lowendových PC, z nichž zákonitě plyne méně peněz. Jak moc se mu to podaří, ale ukáže čas. Doufejme, že to nakonec nedopadne tak, že se firma tohoto břemene sice zbaví, ale nepodaří se mu jako náhradu urvat podíl na prodeji hardwaru dražšího. Větší zastoupení v lukrativnějších patrech procesorového i grafického trhu je ale rozhodně správný cíl, ostatně AMD v tomto ohledu asi dnes nemá tak velký kus koláče, jaký by si zasloužilo.

AMD Financial Analyst Day 2015

Zdroje: AMD, Anandtech