Durante Computex 2023, tuve la oportunidad de visitar las imponentes oficinas de AMD en Taipei, Taiwán, para ver la demostración de Ryzen AI de la empresa y hablar con David McAfee, vicepresidente corporativo y gerente general de Client Channel Business. La mayor parte de nuestra conversación se centró en los esfuerzos de AMD en el espacio de la IA del consumidor, pero también hice algunas preguntas sobre la versión de AMD de las CPU híbridas. McAfee me dijo que AMD tiene una visión diferente de los procesadores híbridos que la de Intel que evitaría la complejidad que obligó a Intel a eliminar la compatibilidad con AVX-512 de sus chips.
Entrevisté a Mark Papermaster, CTO de AMD, hace dos semanas en Amberes, Bélgica. Me dijo que «veríamos núcleos de alto rendimiento combinados con núcleos de bajo consumo combinados con aceleración» en el futuro cliente de AMD [consumer] procesadores, lo que indica que, como Intel antes, AMD adoptaría un diseño de núcleo de ejecución de CPU híbrida en el futuro. Eso no fue demasiado sorprendente: vimos los primeros signos de dos tipos diferentes de núcleos de CPU en los manuales de software de AMD hace meses. Además, AMD ya está sentando las bases con sus próximos chips EPYC Bergamo con núcleos densos Zen 4c similares a los núcleos eficientes.
Los chips de computadora portátil Ryzen 7040 actuales de AMD ya cuentan con un diseño híbrido, pero no con dos tipos diferentes de núcleos de CPU. En cambio, el Ryzen 7040 tiene solo un tipo de núcleo de CPU combinado con un motor acelerador de IA incorporado que funciona independientemente de los núcleos de CPU y GPU. Este motor proporciona ventajas para ciertos tipos de cargas de trabajo de inferencia de IA, pero los núcleos de CPU y GPU son mejores para otros tipos de inferencia. Entonces, el truco es dirigir las diferentes cargas de trabajo de IA al tipo correcto de núcleos para extraer el mejor rendimiento y eficiencia energética.
Agregar núcleos de CPU de rendimiento y eficiencia separados a esa combinación introduciría otra opción de cómputo para las cargas de trabajo de inferencia de IA, y le pregunté a McAfee si, conceptualmente, sería factible que los núcleos de eficiencia fueran mejores para la IA que una pieza dedicada de silicio (el AI motor). McAfee explicó que el enfoque estricto de los motores de IA en operaciones específicas de IA le daría una ventaja de eficiencia sobre cualquier cómputo de CPU de propósito general, incluso un núcleo de eficiencia.
Luego pasamos a hablar de los chips híbridos de Intel, que tienen dos tipos de núcleos, cada uno con su propia microarquitectura única. Eso ha creado problemas interesantes: los núcleos de rendimiento de Intel admiten AVX-512, pero los núcleos de eficiencia más pequeños no. Eso llevó a Intel a deshabilitar por completo la compatibilidad con AVX-512 (a la fuerza al final), eliminando así su propio chip y desperdiciando un valioso área de matriz.
Le pregunté a McAfee cómo se sentía AMD acerca de ese enfoque de los diseños híbridos.
«Lo que diré es esto, creo que la forma en que lo pensamos, el enfoque de dos núcleos de rendimiento y eficiencia muy diferentes con soporte ISA e IPC y capacidad muy diferentes no es necesariamente el enfoque correcto», respondió McAfee. «Creo que invita a mucha más complejidad en torno a qué se puede ejecutar dónde, y como hemos analizado diferentes opciones para el diseño central, ese no es el enfoque que estamos tomando.
«Creo que a medida que implementemos más de esto con el tiempo, lo que verá de nosotros es un enfoque que tiene en cuenta las ventajas que pueden proporcionar diferentes objetivos principales, pero haciéndolo de una manera que es mucho más, desde una perspectiva de aplicación , mucho más homogéneo».
Ya sabemos que los núcleos de eficiencia Zen 4C de AMD, que se utilizarán en los próximos chips de servidor Bergamo, admitirán las mismas instrucciones, como AVX-512, que los núcleos de rendimiento con funciones completas. Sin embargo, tendrán una jerarquía de caché recortada para reducir el consumo de área de troquel. El objetivo de que ambos tipos de núcleo tengan el mismo IPC con los núcleos de rendimiento y eficiencia es importante. Por el contrario, los núcleos de eficiencia de Intel tienen un IPC más bajo que sus núcleos de rendimiento (lo que podría resultar en compensaciones en sus otras aspiraciones de núcleo electrónico, como Sierra Forest).
«ISA, en primer lugar, mantener eso consistente con el lugar donde una carga de trabajo puede operar en cualquier núcleo tiene ventajas dramáticas», dijo McAfee. «E incluso cuando observa una CPU de escritorio Ryzen hoy en día, la forma en que se conecta el programador de Windows, la capacidad de identificar núcleos que son más rápidos, más lentos, etc., y dirigir subprocesos a diferentes núcleos según la clasificación o la capacidad dentro de un CPU: es una técnica bien establecida que hemos utilizado durante bastante tiempo, lo que lleva, en nuestra opinión, a utilizar un mecanismo en el que la capacidad de los núcleos es más consistente.
“Esta es una forma mucho más probada y verdadera de incorporar múltiples tipos de objetivos principales diferentes en un diseño. Creo que el enfoque de Intel invita a mucha complejidad a la forma en que opera. Y creo que nuestro análisis ha sido ese. no crea que nos verá seguir ese camino de la misma manera que lo han hecho ellos, siempre y cuando se trate de un procesador Ryzen». McAfee concluyó.
A diferencia de Papermaster, McAfee no se comprometió sobre si el híbrido llegaría a Ryzen o cuándo, y no sabemos dónde AMD introduciría por primera vez una arquitectura híbrida con Ryzen, ya sea con una APU monolítica o uno de sus modelos basados en chiplet. Sin embargo, está claro que AMD visualiza un futuro híbrido que evitaría las compensaciones que hemos visto con las decisiones de diseño de Intel detrás de los procesadores Alder y Raptor Lake.
Algunas de las propias decisiones de AMD pueden basarse en el análisis de los pasos en falso de Intel, o puede haber sido simplemente el sentido común de la reutilización de IP con la arquitectura central existente: es mucho más fácil modificar una microarquitectura que embarcarse en un diseño de hoja limpia. En cualquier caso, la capacidad de preservar la compatibilidad con AVX-512 probablemente le daría a AMD la ventaja de rendimiento en cargas de trabajo vectorizadas, siempre que Intel no haga lo mismo.
Por el contrario, se podría argumentar que el enfoque de Intel de tener una microarquitectura separada ajustada para un funcionamiento con menor consumo de energía es un mejor enfoque, aunque se combinara con un soporte ISA uniforme en ambos tipos de núcleos. Si Intel ha corregido su desajuste de ISA con Meteor Lake y ha mantenido la compatibilidad con AVX-512 en ambos tipos de núcleo, también podría resultar una combinación potente.
En cualquier caso, está claro que si bien AMD sería el segundo en el mercado con un diseño híbrido, adoptará un enfoque muy diferente. Solo el tiempo dirá cómo se comparan las dos técnicas en los puntos de referencia.