Что такое гибридный процессор

Как работает первый гибридный процессор x86

Диаграмма вычислительной микросхемы в процессоре Intel Lakefield: одно ядро Core (Sunny Cove) и четыре ядра Atom (Tremont)

Десять лет назад ARM представила гетерогенную архитектуру многоядерных процессоров big.LITTLE с разными ядрами: одни были высокопроизводительными, а другие — энергоэффективными. Такая гибридная система позволила значительно уменьшить энергопотребление CPU во время фоновой работа приложений (то есть почти всегда). Следствием стало увеличение времени работы устройств.

В 2019 году гетерогенную архитектуру наконец-то впервые применила Intel в процессорах x86. В 2020 году на рынок выйдут два процессора Lakefield с конфигурацией 1+4 (одно ядро Core и четыре ядра Atom), пишет AnandTech.

Процессоры Lakefield

Сравнение с другими CPU

7 Вт

Бенчмарки

Сами процессоры пока не появились в свободном доступе, поэтому остаётся ориентироваться только на бенчмарки от Intel. Компания приводит только два сравнения: с Amber Lake-Y, то есть i7-8500Y на 5 Вт, а также i5-L16G7 сам с собой в режимах 1+4 и 0+4 (по сути, сравнение с четырёхъядерным дизайном Atom).

По первому пункту в сравнении с Amber Lake-Y:

Заводская проверка на прочность процессоров Intel Lakefield. Фото: AnandTech

Зачем процессору «большое» ядро? Оно нужно для обработки самых приоритетных прерываний, когда необходимо обеспечить минимальную задержку: нажатия на экран, набор на клавиатуре и тому подобное. Это гарантирует отзывчивость устройства даже в моменты максимальной загрузки остальных четырёх ядер.

Как устроены гетерогенные CPU

Lakefield сочетает на одной микросхеме одно большое ядро Core и четыре малых ядра Atom. В обычных обзорах эти процессоры x86 могут называть «пятиядерными» и обычно записывают как 1+4.

Размер процессоров 12*12 мм

Цель Intel состоит в том, чтобы объединить преимущества энергоэффективного ядра Atom с более энергозатратным, но и более «прожорливым» ядром Core. В результате получился промежуточный процессор между дизайном «все ядра Atom» 0+4 и «все ядра Core» 4+0.

Проще всего сравнивать Lakefield со старыми четырёхъядерными процессорами Atom, куда добавили большое ядро. Кластер из четырёх меньших ядер Atom заботится о больших параллельных нагрузках, в то время как большое ядро реагирует, когда пользователь загружает приложение или касается экрана, или прокручивает страницу в браузере.

Гибридная архитектура уже используется в ARM-процессорах и даже в операционных системах Windows, как процессоры Qualcomm Snapdragon на ноутбуках, таких как Lenovo Yoga (дизайн 4+4). Qualcomm пришлось много работать с Microsoft, чтобы разработать соответствующий планировщик, который может управлять рабочими нагрузками между различными конструкциями процессорных ядер.

Визуализация дизайна разных гетерогенных архитектур CPU (без масштаба)

Основное различие между Qualcomm и Intel заключается в поддержке программного обеспечения: процессоры Qualcomm выполняют инструкции ARM, в то время как процессоры Intel выполняют инструкции x86. Большинство программ для Windows построено для инструкций x86, что ограничивает эффективность Qualcomm на традиционном рынке ноутбуков. Дизайн Qualcomm фактически допускает «трансляцию x86», но область применения ограничена и существует штраф за производительность. Впрочем, работа в этом направлении продолжается.

Трёхмерная компоновка Foveros

Общая конструкция CPU с трёхмерной компоновкой Foveros показана на диаграмме вверху. Как видим, сверху расположена основная вычислительная микросхема, а снизу — базовая.

Верхняя 13-слойная изготавливается по техпроцессу 10 нм, а нижняя 10-слойная — по техпроцессу 22 FFL.

Вычислительная микросхема

Как указано в таблице, микросхемы отличаются друг от друга и производятся по разному техпроцессу.

Графика Gen 11 занимает 37% площади, конфигурация как в процессорах Ice Lake. Сверху располагается ядро Sunny Cove, тоже как в Ice Lake. Инженеры Intel говорили, что они физически удалили с чипа регистры AVX-512, хотя на фотографии они видны.

Снизу четыре ядра Tremont Atom, общей площадью примерно как одно ядро Sunny Cove.

Cодержимое вычислительной микросхемы:

Схема питания и дизайн сигнальных точек TSV (through silicon vias)

Базовая микросхема

Фотография нижней базовой микросхемы

Базовая микросхема гораздо проще и производится по техпроцессу 22FFL, который представляет собой оптимизированную версию 14-нанометрового техпроцесса с менее жёсткими ограничениями, так что эти чипы Intel может производить без проблем в любом количестве почти без брака. Главная сложность — соединения между двумя микросхемами (die-to-die).

Интерфейс межсоединений Forevos die-to-die interconnect (FDI)

Содержимое базовой микросхемы:

Первые ноутбуки и планшеты

Уже готов к выпуску ряд ноутбуков и планшетов на базе Lakefield. Среди первых устройств…

ноутбук Galaxy Book S (он также выпускается на процессорах Qualcomm Snapdragon 8cx со сходными техническими характеристиками), должен появиться в продаже в июле 2020 года

и планшет Microsoft Surface Book Neo, который выйдет ближе к зиме.

Будущее Lakefield

Даже если эта версия Lakefield будет не слишком хорошо выглядеть в бенчмарках, это большой шаг для Intel. Гибридные конструкции и многоуровневая связь между подложками представлена в планах разработки Intel. Всё зависит от того, насколько Intel готова экспериментировать и насколько хорошо сможет реализовать инженерные идеи. Были дискуссии, что Intel, возможно, в будущем рассматривает гибридный дизайн процессора 8+8. Насчёт этого ничего неизвестно, но Ponte Vecchio с многоуровневой подложкой точно запланирован на конец 2021 года.

Размер материнской платы для Lakefield (30*123 мм) по сравнению с материнскими платами предыдущих поколений

Возможно, какие-то инновационные процессоры Intel будут выпущены не для настольных компьютеров, а, например, для автомобилей или сетей 5G. Что касается Lakefield, то по сути это относительно низкопроизводительные CPU, которые будут устанавливать в ноутбуки и планшеты, как процессоры Atom. Заранее можно сказать, что конкурировать в этом сегменте будет непросто, особенно с мобильными процессорами AMD и ARM-процессорами типа Snapdragon. Но чем больше конкуренции — тем лучше покупателям.

Источник

Список гибридных процессоров AMD(со встроенной графикой)

Описание

Гибридные процессоры AMD — это процессоры со встроенной графикой. То есть под крышкой процессора помимо самого вычислительного кристалла расположено графическое ядро выполняющее функции видеокарты. Такому процессору не нужна отдельная видеокарта для вывода изображения, а подключение к монитору осуществляется через разъём на материнской плате.
Стоит учесть, что у графического ядра процессора нет отдельной видеопамяти и под эти нужды система выделяет определённый объём из оперативной. Следовательно производительность графического ядра в значительной степени зависит от частоты оперативной памяти(больше-выше), а значит при сборке такого компьютера на ОЗУ стоит обращать особое внимание.

Встроенное графическое ядро использует тот же графический драйвер, что и обычные видеокарты.
На нашем сайте Вы можете скачать графический драйвер для гибридных процессоров AMD
———————————————————————————————
GE версии — энергоэффективные, с пониженным тепловыделением
PRO версии — обеспечивают повышенную безопасность данных
CPUMark — рейтинг производительности процессора в баллах. По нему можно можно ориентировочно сопоставить возможности разных моделей. Рейтинг един для всех поколений процессоров AMD и Intel.

Список гибридных процессоров AMD от наиболее современных к более старым моделям:

Список таблица гибридных процессоров AMD Ryzen 5000 серии. Сокет AM4

Список таблица гибридных процессоров AMD Ryzen 4000 серии. Сокет AM4

Список таблица гибридных процессоров AMD Ryzen 3000 серии. Сокет AM4

Список таблица гибридных процессоров AMD Ryzen 2000 серии. Сокет AM4.

Список таблица гибридных процессоров AMD A-серии. Сокет AM4.

Список таблица гибридных процессоров AMD A-серии. Сокет FM2 plus.

Список таблица гибридных процессоров AMD A-серии. Сокет FM2.

Список таблица гибридных процессоров AMD A-серии. Сокет FM1.

По мере обновления поколений процессоров, информация будет обновляться.

Источник