في عالم الأجهزة الاستهلاكية، غالباً ما يركز الناس فقط على الترددات أو أسماء العلامات التجارية، لكن التغييرات الأكثر عمقاً تحدث غالباً بهدوء، داخل السيليكون نفسه. في حالة AMD Zen 6لا تركز التسريبات الأخيرة كثيراً على سرعات المعالجة أو استهلاك الطاقة الحرارية، بل على كيفية إعادة تنظيم جوهر معالجات رايزن: رقاقة صغيرة أو CCD التي تجمع النوى.
على مدى عدة أجيال، حافظت شركة AMD على نوع من القواعد غير المكتوبة: 8 مراكز و32 ميجابايت من ذاكرة التخزين المؤقت L3 لكل شريحة صغيرةشكّل هذا التصميم أساس معالجات أجهزة الكمبيوتر المكتبية وجزء كبير من سوق الخوادم. مع ذلك، تشير المعلومات المتداولة في الأسابيع الأخيرة إلى تغيير جوهري: إذ سيسعى معالج Zen 6 إلى استيعاب عدد أكبر من النوى وذاكرة تخزين مؤقتة أكبر في نفس المساحة المادية تقريبًا.
عدد أكبر من النوى لكل شريحة: قفزة إلى 12 نواة و48 ميجابايت من ذاكرة التخزين المؤقت L3
تتفق التسريبات على نقطة رئيسية واحدة: كل ستدمج وحدة التحكم المركزية (CCD) في معالج Zen 6 اثني عشر نواة معالجة مركزية وذاكرة تخزين مؤقتة من المستوى الثالث (L3) بسعة 48 ميجابايتحالياً، في Zen 5، تحتوي الشريحة القياسية على 8 أنوية مع 32 ميجابايت من ذاكرة التخزين المؤقت L3، لذلك سننظر في زيادة بنسبة 50٪ في عدد الأنوية وزيادة بنسبة 50٪ في ذاكرة التخزين المؤقت ضمن نفس الوحدة الأساسية.
عمليًا، هذا يعني أن معالج سطح المكتب المزود بشريحتين صغيرتين يمكن أن يقدم يصل عدد النوى إلى 24 نواة وذاكرة تخزين مؤقتة من المستوى الثالث "مسطحة" بسعة 96 ميجابايتباستثناء تقنيات التخزين المؤقت المتراكمة. في التكوينات الاستهلاكية المتقدمة الموجهة نحو إنشاء المحتوى، أو المحاكاة الافتراضية المنزلية، أو الألعاب ذات المتطلبات العالية، سيضع هذا الحد الأقصى الأساسي منصة AM5 في وضع تنافسي للغاية فى مواجهة بدائل إنتلوينطبق هذا أيضاً على أسواق مثل إسبانيا أو بقية أوروبا، حيث اكتسبت المعدات الراقية والمخصصة لعشاق الألعاب شعبية في السنوات الأخيرة.
في بيئات العمل الاحترافية ومراكز البيانات، سيكون لهذا التصميم الجديد آثارٌ أكبر. إذ يسمح استخدام شريحة ذات عدد أكبر من النوى لشركة AMD بتصميم وحدات معالجة مركزية EPYC بـ عدد أكبر من النوى باستخدام عدد أقل من أجهزة CCDأو الحفاظ على عدد الرقاقات الصغيرة ورفع مستوى الأداء إلى مستويات أعلى في أعداد هائلة لأحمال عمل الذكاء الاصطناعي، أو تحليلات البيانات، أو المحاكاة الافتراضية المكثفة.
من المهم التذكير بأن كل هذه المعلومات لا تزال غير رسمية. ولم تؤكد AMD ذلك علنًا. العدد الدقيق للنوى لكل وحدة CCD ولا الحجم النهائي لذاكرة التخزين المؤقت L3، ولكن التسريبات المختلفة تشير إلى نفس الاتجاه، مما يعزز فكرة أن التغيير من 8 إلى 12 نواة لكل شريحة صغيرة مطروح على الطاولة.
شريحة أكثر كثافة: 76 مم² بتقنية 2 نانومتر مقارنة بـ 71 مم² في معالج Zen 5
إلى جانب عدد المراكز السكانية، فإن أحد الأرقام التي أثارت اهتمام المجتمع بشكل كبير هو المساحة. وفقًا لهذه البيانات، تبلغ مساحة مستشعر CCD في معالج Zen 6 حوالي 76 مم²، مقارنة بحوالي 71 مم² لـ Zen 5. على الورق، يتناقض هذا النمو بنسبة 7٪ في مساحة السطح مع القفزة الأكبر بشكل واضح في الموارد الداخلية.
سيكون هذا التوازن ممكناً بفضل عقدة N2 من TSMC، عملية 2 نانومتر والتي سيتم تصنيع شريحة المعالج بها. تسمح الزيادة في كثافة الترانزستورات مقارنةً بتقنية N4 المستخدمة في معمارية Zen 5 بوجود المزيد من النوى وذاكرة التخزين المؤقت في مساحة تظل، عمليًا، صغيرة جدًا. ويُعدّ معالج CCD ذو 12 نواة وذاكرة تخزين مؤقت بسعة 48 ميجابايت، والذي لا يزيد حجمه إلا بمقدار 5 مم² مقارنةً بالمعالج ذي 8 نوى، دليلًا واضحًا على مدى الاستفادة من هذه التقنية الجديدة.
بالنظر إلى الماضي، يصبح التغيير أكثر وضوحًا. فقد قدم معالج Zen 3، المصنّع باستخدام عملية 7 نانومتر، 8 أنوية وذاكرة تخزين مؤقتة من المستوى الثالث بسعة 32 ميجابايت في 83 مم² من السطحمع معمارية Zen 4، سمح الانتقال إلى تقنية 5 نانومتر بتقليل المساحة إلى حوالي 72 مم² مع الحفاظ على نفس التكوين الداخلي، وقامت معمارية Zen 5 بتحسين التصميم بشكل أكبر إلى حوالي 71 مم² مع تقنية N4. أما مع معمارية Zen 6، فيبدو أن النهج مختلف: تتوسع قليلاً في المساحة، لكنها تملأ المساحة الداخلية بشكل أكبر بكثير.
بالنسبة لشركة AMD، يتمتع هذا النهج بمزايا اقتصادية واضحة. فمن خلال الحفاظ على حجم الشريحة صغيرًا نسبيًا، يظل عدد وحدات CCD المتاحة لكل رقاقة مرتفعًا، كما أن الحجم الصغير يساعد في التحكم في عيوب التصنيع. بالنسبة للمستخدم النهائي، يُترجم هذا إلى مرونة أكبر لتقديم معالجات متعددة النوى دون ارتفاع التكاليف بشكل كبير.
ومن التفاصيل الأخرى ذات الصلة، أنه وفقًا للخطط المسربة، لا يزال معالج Zen 6 متوافقًا مع منصة AM5يساعد الحفاظ على الأبعاد المعقولة والمتطلبات الحرارية على ضمان استمرار صلاحية أنظمة التبريد واللوحات الأم الحالية في أوروبا وإسبانيا، وهو أمر مهم لأولئك الذين يفكرون في ترقية المعالج دون تغيير النظام بأكمله.
تطور تصميم الرقاقات الصغيرة في معالجات رايزن
لفهم سبب كون معالجات Zen 6 نقطة تحول، يجدر بنا مراجعة كيفية تطور تصميم رقاقات AMD في السنوات الأخيرة. مع Zen 2، كشفت الشركة النقاب عن بنيتها المعيارية مع 2 × 4 نواة CCD وذاكرة تخزين مؤقتة L3 سعة 32 ميجابايت بمساحة 77 مم² تقريبًا، مصنعة بتقنية 7 نانومتر.
وفي وقت لاحق، قام نظام Zen 3 بتبسيط التنظيم الداخلي: بدأت ثمانية أنوية بمشاركة كتلة واحدة من ذاكرة التخزين المؤقت L3 بحجم 32 ميجابايت، مرة أخرى بتقنية 7 نانومتر، بمساحة تقريبية تبلغ 83 مم². وقد أدى هذا التغيير إلى تقليل زمن الاستجابة بين النوى وتحسين الأداء في الألعاب والمهام المتعددة، دون زيادة عدد الرقاقات الصغيرة المطلوبة لمعظم التكوينات الشائعة.
مع معالجات Zen 4 و Zen 5، حافظت AMD على صيغة 8 أنوية و32 ميجابايت من ذاكرة التخزين المؤقت L3 لكل وحدة CCD، مع التركيز على تحسين عملية التصنيع وتحسين حجم القالبإن الانتقال إلى 5 نانومتر أولاً، ثم إلى 4 نانومتر، سمح بتقليل المساحة إلى حوالي 71-72 ملم²، مع تحسينات في الكفاءة والترددات القصوى، ولكن دون تغيير الوحدة الأساسية للبناء.
إذا كانت التوقعات صحيحة، فسيكون Zen 6 أول إعادة تصميم حقيقية لتلك الوحدة الأساسية منذ عام 2019: 12 مركزًا و48 ميجابايت من ذاكرة التخزين المؤقت L3 لكل شريحة صغيرةبمساحة سطح أكبر قليلاً فقط. لا يتعلق الأمر بتغيير القاعدة أو إطلاق اسم علامة تجارية جديدة، بل بتعديل القطعة التي تُشكل أساس استراتيجية المنتج بأكملها.
سيُمكّن هذا النهج شركة AMD من تكييف مجموعة منتجاتها بمرونة أكبر. ففي تطبيقات سطح المكتب، على سبيل المثال، سيكون من الممكن تقديم نماذج أحادية الشريحة بعشرة أو اثني عشر نواة، بالإضافة إلى نماذج ثنائية الشريحة بعشرين أو أربعة وعشرين نواة، مع الحفاظ على بنية بسيطة نسبياً. في الخوادم ومحطات العمل عالية الأداء، تتناسب إضافة المزيد من النوى لكل وحدة معالجة مركزية بشكل جيد مع الاتجاه نحو زيادة الكثافة. دون التسبب في نمو العدد الإجمالي للرقاقات بشكل لا يمكن السيطرة عليه.
زمن الاستجابة، وذاكرة التخزين المؤقت، وذاكرة التخزين المؤقت ثلاثية الأبعاد: كيف يؤثر كل ذلك على الأداء
إن إضافة المزيد من النوى إلى كل شريحة صغيرة لا يؤدي فقط إلى تحسين عدد النوى الخام، بل يغير أيضًا طريقة تواصل الخيوط داخل المعالج. من خلال المشاركة 12 نواة، وذاكرة تخزين مؤقتة من المستوى الثالث بسعة 48 ميجابايتيقلل هذا من الحاجة إلى نقل البيانات بين وحدات التحكم المختلفة، الأمر الذي عادة ما يؤدي إلى زيادة زمن الاستجابة ويمكن أن يعقد جدولة الخيوط في سيناريوهات معينة.
في أحمال العمل المكثفة متعددة الخيوط - مثل التجميع، والعرض، والمحاكاة الافتراضية الخفيفة، أو تشغيل العديد من التطبيقات الثقيلة في وقت واحد - يساعد هذا التكامل على يتم إنجاز المزيد من العمل "داخل" شريحة واحدةعدد أقل من القفزات من وحدة تحكم مركزية إلى أخرى يعني أوقات استجابة أكثر اتساقًا واستخدامًا أفضل لموارد ذاكرة التخزين المؤقت، خاصة عندما يقوم نظام التشغيل بتوزيع الخيوط بشكل صحيح.
إن الزيادة في ذاكرة التخزين المؤقت L3 من 32 إلى 48 ميجابايت لكل شريحة تستجيب بدقة لتلك الحاجة لتشغيل عدد أكبر من النوى. لو تم زيادة عدد النوى فقط دون المساس بالذاكرة المؤقتةقد يؤدي ذلك إلى تشبع الوصول إلى الذاكرة الرئيسية في ظل أحمال عمل معينة. ويبدو أن سعة 48 ميجابايت تمثل حلاً وسطاً معقولاً: فهي أكبر من سعة Zen 5، ولكن دون جعل الشريحة كبيرة الحجم أو معقدة التصنيع بشكل مفرط.
يُضاف إلى ذلك احتمال، سبق تداوله، أن إصدارات مزودة بتقنية V-Cache ثلاثية الأبعاد في Zen 6في الطرازات الحالية المزودة بذاكرة تخزين مؤقتة مكدسة، تقوم AMD بتركيب شريحة L3 إضافية فوق الشريحة الرئيسية لزيادة السعة المتاحة، وهو ما حقق نتائج جيدة في الألعاب. عند تطبيق ذلك على بنية المعالج الجديدة ذات 12 نواة، يُقدر أن يصل إلى 144 ميجابايت من L3 لكل CCD (48 ميجابايت أساسية بالإضافة إلى 96 ميجابايت مكدسة)في وحدة المعالجة المركزية التي تحتوي على شريحتين، فإن ذلك يعني نظريًا 288 ميجابايت من ذاكرة التخزين المؤقت L3، وهو رقم مرتفع جدًا بالنسبة لسوق المستهلكين.
في بيئات الألعاب، وخاصة في الألعاب التي تعتمد بشكل كبير على ذاكرة التخزين المؤقت بسبب طريقة إدارتها للمشاهد أو المحرك، هذا المزيج من المزيد من النوى والمزيد من الطبقة الثالثة المحلية قد يُترجم هذا إلى معدل إطارات أكثر استقرارًا في الثانية الواحدة، وتقليل التباين خلال فترات الضغط العالي. وفي المهام الاحترافية، من تحرير الفيديو إلى المحاكاة، يُعدّ هذا السيناريو مُفيدًا أيضًا، إذ يُمكن الاحتفاظ بكمية أكبر من البيانات "قريبة" من المعالجات دون الحاجة إلى الوصول المستمر إلى ذاكرة الوصول العشوائي (RAM).
التأثير المتوقع على سلسلة معالجات Ryzen و EPYC والسوق الأوروبية
تشير الخطط المستقبلية التي ظهرت إلى أن هاتف Zen 6 ينتمي إلى عائلات مستقبلية مثل سطح مكتب أولمبيك ريدج y نقطة ميدوسا على أجهزة الكمبيوتر المحمولةمع إطلاق مخطط له في عام 2026. على الرغم من أن أسماء المنتجات النهائية والنطاقات المحددة لأوروبا لم تُعرف بعد، إلا أن النمط العام يبدو واضحًا: المزيد من النوى لكل شريحة كأساس للخط بأكمله.
في قطاع أجهزة الكمبيوتر المكتبية، سيسمح هذا لشركة AMD بدفع الفئة المتوسطة نحو تكوينات ذات 10 أو 12 نواة بفضل الاستغناء عن الحاجة إلى رقاقات متعددة، أصبح التصميم أبسط، ما يُسهم في خفض التكاليف. بالنسبة للمستخدمين في إسبانيا الذين يقومون بتجميع أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم أو ترقية المعالج فقط، تُعدّ فكرة الوصول إلى المزيد من النوى ضمن النطاق السعري الذي يشغله عادةً المعالجات سداسية وثمانية النوى جذابة للغاية.
في سوق الأجهزة المحمولة، يختلف الوضع نوعًا ما لأن التصاميم تميل إلى أن تكون أكثر تجانسًا وتركز بشكل كبير على استهلاك الطاقة. ومع ذلك، فإن زيادة الكثافة التي توفرها تقنية 2 نانومتر والخبرة المكتسبة في البنى الهجينة تفتح الباب أمام أجهزة نحيفة ذات قدرة معالجة متعددة النوى أكبر من أجل الإنتاجية، وتطبيقات المكتب المتقدمة، والتحرير الخفيف، وهي سيناريوهات شائعة جدًا في الحياة اليومية للمستخدمين المحترفين والطلاب الأوروبيين.
في مجال الخوادم ومراكز البيانات، حيث اكتسبت AMD حصة سوقية في السنوات الأخيرة في إسبانيا ودول الاتحاد الأوروبي الأخرى، يتناسب معالج CCD ذو 12 نواة مع استراتيجية تقديم أداء أفضل لكل واط ولكل وحدة رفيؤدي تقليل عدد الشرائح لكل وحدة معالجة مركزية مع زيادة عدد النوى لكل شريحة إلى تسهيل الإدارة الحرارية ويمكن أن يقلل من تعقيد التوصيلات البينية، وهو أمر مهم في البيئات عالية الكثافة.
في ظل غياب بيانات رسمية عن مؤشر أسعار المستهلك وأرقام التكرار، تشير التسريبات إلى زيادة في الأداء برقمين لكل دورة وإمكانية تحقيق سرعات أعلى قليلاً من معالجات Zen 5، دون تغييرات جذرية في استهلاك الطاقة بفضل تقنية التصنيع 2 نانومتر. إذا تأكد ذلك، فإن الجمع بين المزيد من النوى، وذاكرة التخزين المؤقت الأكبر، وتحسين أداء المعالج لكل دورة ساعة (IPC) سيشكل ضغطاً على المنافسين المباشرين في جميع القطاعات.
استهلاك الطاقة والذاكرة وعملية تصنيع 2 نانومتر: نقاط تقنية جديرة بالمتابعة
من الأسئلة المتكررة عند مناقشة إضافة أنوية وذاكرة تخزين مؤقتة، ما تأثير ذلك على استهلاك الطاقة. وفقًا للمعلومات المنشورة حتى الآن، لا يُتوقع حدوث زيادات كبيرة في TDP مقارنةً بـ Zen 5على الأقل في نطاقات مكافئة. سيسمح الانتقال إلى العقدة N2 بتعويض العدد الأكبر من الترانزستورات بكفاءة فائقة.
وقد ورد ذكر في قسم الذكريات لـ تصميم وحدة تحكم مزدوجة لتحسين الاستقرار والأداءإن الحفاظ على دعم القناة المزدوجة على منصات المستهلكين يمكن أن يسمح بترددات ذاكرة وصول عشوائي أفضل وزمن استجابة أقصر، وهي جوانب ملحوظة في كل من الألعاب والتطبيقات الاحترافية التي تتعامل مع كميات كبيرة من البيانات.
وبغض النظر عن البيانات المحددة، يكمن المفتاح في كيفية دمج كل شيء في المنتج النهائي. لا يقتصر الأمر على إضافة أنوية إلى شريحة أكثر كثافةيتطلب الأمر أيضاً تصميماً دقيقاً لتوصيل الطاقة، وإدارة الحرارة، والتخطيط الداخلي لتجنب الاختناقات. وتشير التجارب السابقة مع معالجات Zen 3 ومختلف إصداراتها من ذاكرة التخزين المؤقت ثلاثية الأبعاد (V-Cache) إلى أن AMD قد أحرزت بالفعل تقدماً ملحوظاً في هذا المجال.
في السياق الأوروبي، حيث تزداد أهمية كفاءة الطاقة والامتثال لأنظمة الاستهلاك، لتقديم أداء أفضل دون ارتفاع تكاليف الكهرباء بشكل كبير هذه حجة مهمة للمستخدمين المنزليين والشركات ومراكز البيانات على حد سواء. إذا تمكن معالج Zen 6 من الحفاظ على مستويات استهلاك الطاقة المماثلة مع رفع مستوى الأداء، فقد يتوافق هذا التصميم بشكل جيد مع المتطلبات التنظيمية الحالية.
مع ذلك، ينبغي التعامل مع هذا السيناريو برمته بحذر. فنحن نتحدث عن تسريبات وتوقعات، ورغم اتساقها فيما بينها، إلا أنها قد تتغير عندما تكشف AMD رسميًا عن البنية الدقيقة وتُفصّل منتجاتها التجارية.
بالنظر إلى الصورة التي رسمتها هذه التسريبات، يبدو أن معالج Zen 6 سيكون أكثر من مجرد نسخة محسّنة من معالج Zen 5.يشير الانتقال إلى 12 نواة وذاكرة تخزين مؤقتة من المستوى الثالث بسعة 48 ميجابايت لكل شريحة، واعتماد تقنية تصنيع TSMC بدقة 2 نانومتر، والحفاظ على حجم صغير للغاية، إلى بنية تركز على الكثافة والكفاءة ومرونة التصميم. إذا تمكنت الشركة من ترجمة هذه الميزات إلى المنتج النهائي والحفاظ على توافقه مع منصة AM5، فسيجد المستخدمون في إسبانيا وأوروبا أنفسهم أمام منصة قادرة على توفير المزيد من النوى وأداء أفضل دون الحاجة إلى ترقية أنظمتهم بالكامل، مع تعزيز مكانة AMD في أجهزة الكمبيوتر المكتبية والمحمولة والخوادم في الوقت نفسه.
