AMD chystá RDNA3 a ZEN4. Ako však vyrieši problémy s kapacitou?

AMD v súčasnosti konkuruje gigantom ako je Intel a Nvidia. Ich rast však budú dlhodobo ohrozovať problémy s výrobnou kapacitou a nová hrozba zo strany Intelu, ktorý po viacerých zlyhaniach dosadil na miesto CEO Pata Gelsingera. Aké produkty prinesie AMD a ako sa vysporiada s problémami, ktoré prinesie budúcnosť?

Čo nás čaká v najbližšom období 

ZEN3+

ZEN3+ by mal vyjsť v druhom kvartáli tohto roka ako reakcia na Alder Lake. Chiplety v ZEN3+ budú vyrobené na novom 5nm procese. I/O však pravdepodobne stále zostane na 7nm. ZEN3+ je len medzikrok pre AMD. AMD potrebuje otestovať novú AM5 platformu a vyladiť výťažky z nového výrobného procesu. Single-core výkon bude pravdepodobne nižší ako výkon veľkých jadier v Alder Lake. Multi-Core náskok si má však AMD udržať. Architektonicky sa bude jednať o mierne vylepšený ZEN3.

ZEN4

ZEN4 bude postavený na novej architektúre. Podľa viacerých leakov AMD cieli na 40% až 50% vyšší IPC! Detaily ešte nie sú úplne známe, ale k tomuto číslu sa vie AMD dostať kombináciou viacerých faktorov.

1. Vyladený 5nm proces
2. Nová platforma s rýchlymi DDR5 pamäťami
3. Vylepšenia v architektúre
4. Väčšia cache
5. Viac jadier- cca 24 u max konfigurácie.

Podľa podcastu Broken Silicon, ktorý sa zameriava na leaky a informácie zo sveta počítačového hardwaru inžiniery z AMD premýšľali nad konfiguráciou s 20 jadrami už u ZEN3.

Dôvodov prečo sa AMD rozhodlo nechať maximálnu konfiguráciu s 16 jadrami mohlo byť viacero. Hlavným dôvodom však mohla byť obmedzená produkčná kapacita a obmedzený TDP budget. S 5nm architektúrou bude mať však AMD priestor pridávať jadrá bez výrazného navýšenia odberu. Jeden z vedľajších dôvodov mohla byť slabá konkurencia zo strany Intelu.

RDNA3

K RDNA3 chystám samostatný článok. Má sa však jednať o prvú generáciu AMD kariet, ktorá bude využívať tzv. MCM(multi-chip module) dizajn na ktorom sú založené aj chiplety v Ryzenoch. Tento dizajn má slúžiť hlavne na zlepšenie výťažkov a výrazné zvýšenie výkonu. V minulosti sme videli rôzne pokusy o konfigurácie s viacerými grafickými kartami. Technológie ako crossfire alebo SLI však už nie sú v súčasnosti podporované.

Softvérovo bolo toto riešenie veľmi komplikované a škálovanie výkonu nebolo ideálne.  AMD sa však tento problém bude riešiť pomocou tzv HBX crosslinku. To je obdoba infinity cache, ktorá má zrýchliť komunikáciu medzi jednotlivými čipmi.

Chiplet pre Machine learning 

AMD v posledných rokoch chrlí zaujímavé patenty, ktoré v nejakom bode využije vo svojich nových produktoch. Jeden z najzaujímavejších je práve chiplet pre machine learning.

Ten by mohol v herných grafikách slúžiť na skvalitnenie obrazu pri škálovaní. Podobne ako používa Nvidia tensor cores pri DLSS. Rozdiel však je, že Nvidia sa snaží všetky jadrá napchať na jeden obrovský čip. AMD pôjde pravdepodobne cestou chipletov.

Latencia problémy s komunikáciou

Jeden z problémov, ktoré AMD bude musieť vyriešiť je komunikácia medzi viacerými čipmi v MCM produktoch. Teraz sa hlavne bavíme o Ryzenoch a budúcich RDNA kartách.

Na dosiahnutie 40-50% zvýšenia IPC bude potrebovať AMD novú verziu Infinity Cache. Takisto ak chce AMD, aby sa u RDNA3 grafík s navyšovaním množstva čipov škáloval výkon lineárne bude musieť priniesť nové revolučné riešenia.

Xilinix, ktorý začne AMD postupne integrovať do svojich operácii je expertom na MCM dizajny. Ak AMD skutočne chce akcelerovať svoj rast bude nevyhnutne potrebovať ich expertízu na vyriešenie podobných problémov vo svojich produktoch.

Akú bude mať AMD výrobnú kapacitu?

Jedným z najväčších problémov, ktoré má AMD posledných pár rokov je obmedzená výrobná kapacita. TSMC tento rok investuje až 28 miliárd do novej výrobnej kapacite. To je niekoľkonásobne zvýšenie oproti 3.65 miliardám z roku 2020.

Väčšina z týchto peňazí však pôjde do zväčšovania výrobnej kapacity pre Intel a Apple. Apple postupne bude zvyšovať objednávky na svoje procesory A15 a M2 pre novú generáciu mobilných zariadení. Veľkú časť 5nm kapacity si zoberie aj Intel pre svoje low-endové procesory. Intel bude pravdepodobne využívať výrobnú kapacitu TSMC až pokým neprejde na 3nm alebo 2nm výrobný proces. 

AMD môže čiastočne prejsť ku Samsungu

AMD sa nakoniec môže rozhodnúť pre čiastočný presun výroby do Samsungu. AMD už nejakú dobu pracuje so Samsungom na novom Exynose s RDNA2 grafikou. Tento čip má byť predstavený už tento rok a výkonovo by mal prekonať aj A14, ktorý sa nachádza v Iphonoch.

Samsung tento rok investuje rekordných 30 miliárd dolárov v pokuse technologicky dobehnúť TSMC. AMD by mohlo teoreticky presunúť výrobu lacnejších RDNA grafík priamo do Samsungu.

To by malo viacero výhod. Samsung na rozdiel od TSMC nemá tak premakaný ekosystém

a v súčasnosti buduje sieť partnerstiev s rôznymi firmami. AMD by mohlo byť ideálnym partnerom nakoľko je to firma, ktorá rastie neuveriteľne rýchlo. Treba si však pripomenúť, že Samsung nemá natoľko vymakaný výrobný proces ako TSMC. Vo vývoji 2nm procesu budú pravdepodobne pozadu.

Ak však existuje firma, ktorá je schopná v produkčnej kapacite dobehnúť TSMC tak je to práve Samsung.

Bude vedieť AMD dlhodobo konkurovať Intelu?

Posledná dôležitá otázka je či bude AMD schopné v budúcnosti konkurovať Intelu. Veľa z vás si pamätá éru bulldozeru kedy AMD ponúkalo lacné, ale extrémne slabé procesory FX, ktoré žrali úžasne veľa energie a vyžadovali drahé chladenie.

Bulldozer bola generácia, ktorá AMD takmer pochovala. Našťastie potom prišiel Ryzen, ktorý pomohol AMD spamätať sa. Z dlhodobého hľadiska by sa dalo povedať, že návrat Pata Gelsingera nebola až tak dobrá správa pre trh s polovidičmi. Reálne konkurovať Intelu vie len pár firiem, medzi najväčších konkurentov patrí AMD a po novom Apple.

Pre AMD je partnerstvo s TSMC kľúčové a z rôznych správ vieme, že túto spoluprácu dlhodobo ohrozuje Intel. AMD nemá šancu finančne konkurovať Intelu, preto je potenciálna spolupráca so Samsungom dôležitá správa. Samsung však musí zabrať. Technologicky je pre Intelom trošku popredu, ale z hľadiska výrobnej kapacity musí Samsung dokázať dlhodobo zásobovať rýchlo rastúcu ponuku AMD. 

Konkurencia s Nvidiou

V porovnaní s Nvidiou si AMD vedie lepšie ako v porovnaní s Intelom. Samozrejme technologicky sú momentálne pred Intelom popredu, ale finančne sú oproti Intelu mrňavá firma. Ak chce AMD konkurovať Nvidii bude potrebovať hlavne posilniť svoje softvérové tímy, ktoré budú schopné chrliť lepšie drivery a takisto konkurenčné riešenia pre funkcie ako je DLSS alebo Ray-Tracing.

Čo sa týka hardvérové hľadiska tak AMD bude schopné konkurovať všetkému čo Nvidia hodí na trh. Videli sme, že finančne posilnená divízia Radeonu bola schopná vyprodukovať RDNA2 karty. Finančne posilnené AMD bude schopné financovať aj drahý vývoj MCM grafík, ktoré by sme mohli vidieť už tento rok.

AMD musí zároveň posilniť svoje výrobné kapacity aby bolo schopné zásobovať trh v dostatočnom množstve. V súčasnej situácii, ale aj do budúcnosti bude víťaz ten kto sa rýchlejšie vysporiada s produkčnými problémami takže pre AMD je užšia spolupráca s TSMC a nejaká forma spolupráce so Samsungom nesmierne dôležitá.