parte 1
O mercado de processadores de alto desempenho é praticamente dominado
pela Intel, que aumentou seu market share de forma contínua nos últimos
anos. E isso coloca a AMD em uma posição, digamos, desconfortável, com
notícias frequentes de restrição de orçamento. Enquanto as APUs
(Accelerated Processing Units) ainda mantêm uma posição de vantagem em
relação aos processadores da Intel, a AMD ainda não consegue competir
com os modelos high-end, em especial os Core i7 voltado para
entusiastas, onde a empresa consegue suas maiores margens de lucro.
Esse cenário dificulta a capacidade da AMD de fazer os investimentos necessários para colocar novas gerações no mercado, com uma clara dominância da Intel nos últimos anos. A introdução dos núcleos “Zen” em 2016 pode mudar o jogo, algo capaz de colocar a AMD para uma posição mais equilibrada de competição com a Intel, mas, antes de conhecermos os detalhes dessa nova arquitetura, é interessante entender como o mercado de CPUs chegou na posição que está hoje.
Afinal, o que aconteceu?
Essencialmente, duas coisas. A primeira delas foi a introdução do FX-8150 Bulldozer (e derivações), que chegou com bastante expectativa e acabou se revelando um chip que estava longe de concorrer com o Core i7 da Intel. Em determinados testes, perdia mesmo para alguns modelos do Core i5 e até mesmo alguns modelos do Phenom II, geração anterior da própria empresa. Ou seja, isso mostrou que a AMD não tinha condições de concorrer no segmento de altíssimo desempenho.
Mesmo com mais núcleos de processamento e clocks maiores, de quebra trazendo uma TDP (Thermal Design Power) consideravelmente superior, exigia soluções mais avançadas de refrigeração e gastava mais energia. Enquanto isso, a Intel manteve a sua estratégia de “Tic-Tac” de forma relativamente tranquila, já que já tinha uma posição de vantagem em relação à AMD, melhorando a arquitetura em uma geração e diminuindo a litografia dos chips em outra.
Esse cenário dificulta a capacidade da AMD de fazer os investimentos necessários para colocar novas gerações no mercado, com uma clara dominância da Intel nos últimos anos. A introdução dos núcleos “Zen” em 2016 pode mudar o jogo, algo capaz de colocar a AMD para uma posição mais equilibrada de competição com a Intel, mas, antes de conhecermos os detalhes dessa nova arquitetura, é interessante entender como o mercado de CPUs chegou na posição que está hoje.
Afinal, o que aconteceu?
Essencialmente, duas coisas. A primeira delas foi a introdução do FX-8150 Bulldozer (e derivações), que chegou com bastante expectativa e acabou se revelando um chip que estava longe de concorrer com o Core i7 da Intel. Em determinados testes, perdia mesmo para alguns modelos do Core i5 e até mesmo alguns modelos do Phenom II, geração anterior da própria empresa. Ou seja, isso mostrou que a AMD não tinha condições de concorrer no segmento de altíssimo desempenho.
Mesmo com mais núcleos de processamento e clocks maiores, de quebra trazendo uma TDP (Thermal Design Power) consideravelmente superior, exigia soluções mais avançadas de refrigeração e gastava mais energia. Enquanto isso, a Intel manteve a sua estratégia de “Tic-Tac” de forma relativamente tranquila, já que já tinha uma posição de vantagem em relação à AMD, melhorando a arquitetura em uma geração e diminuindo a litografia dos chips em outra.
A decisão da AMD foi cortar os preços de seus chips, posicionando
seus modelos sempre com uma relação custo-benefício superior aos modelos
da Intel, o que significou uma diminuição de receita para a empresa e
dificuldade em fazer investimentos. E é por isso que as gerações
seguintes da linha FX continuaram usando basicamente a mesma
arquitetura. Algumas melhorias aqui, otimizações ali, mas continuando
descendentes diretos do Bulldozer original.
O segundo ponto foi a própria mudança de mercado, com consumidores cada vez mais buscando alternativas móveis, o que diminuiu o interesse em processadores de desktops, o início e agravamento do declínio de PCs. Usuários passaram a trocar de máquinas e de fazer upgrades de uma forma geral com cada vez menos frequência, muitas vezes esperando gerações (ou uma falha catastrófica no PC atual) para comprar uma nova. Até mesmo a Intel sofre com isso, e por isso começou a direcionar seus investimentos para chips móveis e de baixíssima voltagem (a geração Broadwell, praticamente inexistente em PCs, é um reflexo disso).
O segundo ponto foi a própria mudança de mercado, com consumidores cada vez mais buscando alternativas móveis, o que diminuiu o interesse em processadores de desktops, o início e agravamento do declínio de PCs. Usuários passaram a trocar de máquinas e de fazer upgrades de uma forma geral com cada vez menos frequência, muitas vezes esperando gerações (ou uma falha catastrófica no PC atual) para comprar uma nova. Até mesmo a Intel sofre com isso, e por isso começou a direcionar seus investimentos para chips móveis e de baixíssima voltagem (a geração Broadwell, praticamente inexistente em PCs, é um reflexo disso).
Em fóruns de hardware em geral, a “espera para um upgrade relevante” é
um tópico recorrente, com usuários não vendo sentido investir um valor
significativo para conseguir 10 ou 15% a mais de desempenho em cenários
reais. E é aí que entra o Core “Zen” da AMD, que promete ser exatamente
isso.
E o que o Zen tem de especial?
Mais do que “apenas mais uma arquitetura”, o Zen abandona completamente a arquitetura anterior, sendo projetado praticamente do zero. Ou seja, nada de continuar alongando o Bulldozer original, que já chegou no final do seu ciclo de vida, mas sim um produto, em teoria, completamente remodelado. Tanto que a AMD, famosa pela retrocompatibilidade de seus produtos, já anunciou que usará um novo socket, o AM4, o que significa também que teremos um chipset novo a caminho.
O mais interessante, porém, é que a AMD promete dois avanços surpreendentes:
IPC, SMT, 16C/32T, LLC, 14 nm, DDR4, 25x20
Título estranho, não? É um resumo do que podemos esperar dos novos Core Zen.
A eficiência por ciclo é um dos principais problemas das gerações anteriores, não sendo raro processadores rodando a 5,0 GHz (como o FX-9570) entregarem menos desempenho do que um Intel rodando a clocks bem menores. Contando que a AMD realmente consiga um salto desse tamanho em um tempo razoável, é possível que o Zen seja finalmente uma opção no segmento de altíssimo desempenho em relação aos modelos da Intel.
Um dos fatores para esse aumento é a adoção do SMT (Simultaneous Multi-threading), equivalente ao Hyper-Threading da Intel, ao invés do CMT (Clustered Multi-Threading) do Bulldozer e Vishera. Basicamente, permite executar threads simultaneamente em um mesmo core. Para o sistema operacional, processadores com SMT aparecem como tendo o dobro de núcleos físicos (dois núcleos lógicos para cada núcleo físico), já que existe uma boa quantidade de operações que tiram proveito disso. Vale mencionar que a Intel usa o SMT há pelo menos 7 gerações.
Rumores apontam para modelos com Core Zen de até 16 cores e 32 threads (16C/32T), o que, se confirmado, fará desses modelos altamente requisitados por gamers e profissionais de edição de vídeo e 3D, tanto pela eficiência extra por ciclo quanto pelo paralelismo. Acreditamos que a AMD deixará de trabalhar com modelos dual-core nessa nova geração, com modelos básicos na configuração 4C/8T e TDP baixíssimo, mas que trabalhará com clocks menores, aproveitando o IPC melhorado e um cache de último nível (LLC) de maior banda e menor latência.
E o que o Zen tem de especial?
Mais do que “apenas mais uma arquitetura”, o Zen abandona completamente a arquitetura anterior, sendo projetado praticamente do zero. Ou seja, nada de continuar alongando o Bulldozer original, que já chegou no final do seu ciclo de vida, mas sim um produto, em teoria, completamente remodelado. Tanto que a AMD, famosa pela retrocompatibilidade de seus produtos, já anunciou que usará um novo socket, o AM4, o que significa também que teremos um chipset novo a caminho.
O mais interessante, porém, é que a AMD promete dois avanços surpreendentes:
- 40% a mais de poder de processamento e
- uma redução significativa do consumo de energia e
- TDP nessa nova geração, além de, claro, tecnologias novas, como é comum em novas gerações.
IPC, SMT, 16C/32T, LLC, 14 nm, DDR4, 25x20
Título estranho, não? É um resumo do que podemos esperar dos novos Core Zen.
- Começando pelo IPC (Instrucions Per Cycle), que é a capacidade de processar instruções por ciclo de clock, a AMD promete um aumento de até 40% em relação à geração anterior. Isso significa que para uma mesma quantidade de núcleos rodando com exatamente a mesma frequência, o Zen deve ser 40% mais rápido em testes de single-thread tanto em benchmarks quanto em casos reais de uso.
A eficiência por ciclo é um dos principais problemas das gerações anteriores, não sendo raro processadores rodando a 5,0 GHz (como o FX-9570) entregarem menos desempenho do que um Intel rodando a clocks bem menores. Contando que a AMD realmente consiga um salto desse tamanho em um tempo razoável, é possível que o Zen seja finalmente uma opção no segmento de altíssimo desempenho em relação aos modelos da Intel.
Um dos fatores para esse aumento é a adoção do SMT (Simultaneous Multi-threading), equivalente ao Hyper-Threading da Intel, ao invés do CMT (Clustered Multi-Threading) do Bulldozer e Vishera. Basicamente, permite executar threads simultaneamente em um mesmo core. Para o sistema operacional, processadores com SMT aparecem como tendo o dobro de núcleos físicos (dois núcleos lógicos para cada núcleo físico), já que existe uma boa quantidade de operações que tiram proveito disso. Vale mencionar que a Intel usa o SMT há pelo menos 7 gerações.
Rumores apontam para modelos com Core Zen de até 16 cores e 32 threads (16C/32T), o que, se confirmado, fará desses modelos altamente requisitados por gamers e profissionais de edição de vídeo e 3D, tanto pela eficiência extra por ciclo quanto pelo paralelismo. Acreditamos que a AMD deixará de trabalhar com modelos dual-core nessa nova geração, com modelos básicos na configuração 4C/8T e TDP baixíssimo, mas que trabalhará com clocks menores, aproveitando o IPC melhorado e um cache de último nível (LLC) de maior banda e menor latência.
Ainda é uma incógnita qual será a litografia dos processadores com
núcleos Zen. Rumores apontam para 14 nanômetros no processo de
manufatura FinFET, já utilizado pelas gerações Broadwell e Skylake da
Intel, mas este é um ponto que não depende exclusivamente da AMD, já que
a empresa somente desenha seus chips, e quem os fabrica é a Global
Foundries. O roadmap das duas empresas deve convergir para que isso
aconteça, e por mais que isso seja bastante provável, essa dependência
coloca a AMD em uma posição delicada, como veremos no próximo item.
Naturalmente, essa nova geração de processadores suportará memória DDR4 (memória DDR - Double-Data-Rate), algo ausente na geração atual, mas isso não significa que a AMD irá abandonar o DDR3. O que é bem provável é que ambas coexistam nessa geração, com memórias DDR4 nos chips de altíssimo desempenho e memórias DDR3 nos modelos “Zen” básicos e intermediários. Cortar o suporte ao DDR3 não é somente altamente improvável, mas também seria um tiro no pé, já que o mercado começou a transição para o DDR4 apenas recentemente, não tendo a altíssima disponibilidade do DDR3.
Naturalmente, essa nova geração de processadores suportará memória DDR4 (memória DDR - Double-Data-Rate), algo ausente na geração atual, mas isso não significa que a AMD irá abandonar o DDR3. O que é bem provável é que ambas coexistam nessa geração, com memórias DDR4 nos chips de altíssimo desempenho e memórias DDR3 nos modelos “Zen” básicos e intermediários. Cortar o suporte ao DDR3 não é somente altamente improvável, mas também seria um tiro no pé, já que o mercado começou a transição para o DDR4 apenas recentemente, não tendo a altíssima disponibilidade do DDR3.
Vale mencionar também que o Zen já entra na estratégia 20x25 da AMD,
que pretende aumentar até 20 vezes a eficiência energética dos
processadores até 2025 no período entre 2014 e 2020, algo que a empresa
já começou a implementar com as APUs Kaveri em 2014 e Carrizo em 2015.
Ou seja, os dias de processadores com TDP acima de 200 Watts, caso do
FX-9570 com seus 220 Watts, parecem estar com os dias contados.
O que esperar dos processadores Zen da AMD
parte 2
Na primeira parte desta matéria especial vimos os motivos que levaram a AMD perder tanto espaço no mercado para a Intel e como a introdução dos
núcleos "Zen" em 2016 pode mudar o jogo e colocar a companhia em pé de
igualdade com sua maior rival.
Vamos conferir em mais detalhes o que a linha Zen tem a oferecer para as APUs em relação à linha Core da Intel e também o que pode dar errado em tudo isso.
Vamos conferir em mais detalhes o que a linha Zen tem a oferecer para as APUs em relação à linha Core da Intel e também o que pode dar errado em tudo isso.
Vida longa para as APUs
Além dos usuários de alto desempenho, que buscam sempre o que há de melhor em suas máquinas, quem sai ganhando também é o segmento de APUs. A AMD praticamente inaugurou esse segmento de produtos em 2011 com o Llano, época em que a Intel ainda trabalhava com o Sandy Bridge e seus gráficos Intel HD 3000, sendo uma excelente alternativa para quem buscava algum desempenho 3D sem precisar de uma placa de vídeo dedicada.
O que é uma APU (Accelerated Processing Unit)?
Muita coisa aconteceu desde então, chegando até a APU Carrizo, anunciada na COMPUTEX 2015, que traz o motor gráfico GCN (Graphics Core Next) 1.2, cores Excavator (ainda baseados no Bulldozer original), TrueAudio, FreeSync e uma boa quantidade de recursos extras. Não podemos ignorar que a Intel melhorou muito o poder de fogo de seus gráficos integrados, em especial para os chips equipados com o Iris Pro, mas ainda sem ter alcançado a AMD em recursos extras e sem oferecer uma relação custo-benefício que faça sentido, afinal, quem compra um Core i7-6700K dificilmente vai usar gráficos integrados.
O que é um SoC (System on a Chip)?
Além dos usuários de alto desempenho, que buscam sempre o que há de melhor em suas máquinas, quem sai ganhando também é o segmento de APUs. A AMD praticamente inaugurou esse segmento de produtos em 2011 com o Llano, época em que a Intel ainda trabalhava com o Sandy Bridge e seus gráficos Intel HD 3000, sendo uma excelente alternativa para quem buscava algum desempenho 3D sem precisar de uma placa de vídeo dedicada.
O que é uma APU (Accelerated Processing Unit)?
Muita coisa aconteceu desde então, chegando até a APU Carrizo, anunciada na COMPUTEX 2015, que traz o motor gráfico GCN (Graphics Core Next) 1.2, cores Excavator (ainda baseados no Bulldozer original), TrueAudio, FreeSync e uma boa quantidade de recursos extras. Não podemos ignorar que a Intel melhorou muito o poder de fogo de seus gráficos integrados, em especial para os chips equipados com o Iris Pro, mas ainda sem ter alcançado a AMD em recursos extras e sem oferecer uma relação custo-benefício que faça sentido, afinal, quem compra um Core i7-6700K dificilmente vai usar gráficos integrados.
O que é um SoC (System on a Chip)?
O
que as APUs ganham com o Zen? Muito!
Entenda como o HSA da AMD pode revolucionar a computação
AMD introduz o conceito de Heterogeneous Uniform Memory Access
Temos também a transição do DDR3 para o DDR4, que impacta diretamente no desempenho das APUs, já que os gráficos integrados compartilham a memória RAM do sistema. Ou seja, mantidas constantes todas as outras características, as APUs já teriam um ganho importante de desempenho apenas com esse upgrade. Combinando isso com mais núcleos de processamento, GPU melhorada, otimização para usar o HSA e hUMA e maior eficiência por núcleo teremos um produto matador.
E o que pode dar errado?
Como tudo na vida, temos que levar em consideração os possíveis problemas da transição para o Zen. Ainda que a sua chegada ao mercado seja algo já confirmado, quando isso irá ocorrer? Temos acompanhado esse assunto há algum tempo e observamos sucessivas revisões de data de lançamento (inicialmente em 2015, agora no terceiro trimestre de 2016) em especial pela aparente falta de sincronia entre os calendários do Zen e da Global Foundries para aperfeiçoar o processo de 14 nanômetros.
- Começando pela maior eficiência dos núcleos Zen, que passam a oferecer um motor de cálculos físicos mais eficiente por contarem com uma eficiência por core bem superior, uma das das desvantagens das APUs em relação à linha Core da Intel.
- O segundo ponto é a própria diminuição da litografia, já que transistores menores abrem uma boa quantidade de cenários positivos na hora de desenhar novos chips.
Por exemplo, atualmente mesmo as APUs mais avançadas ficam limitadas a 4
core. Com um processo de fabricação menor, a AMD pode aumentar esse
valor para 6 ou até mesmo 8 núcleos sem aumentar consideravelmente o
tamanho do die ou o consumo energético, afinal, estamos falando de uma
redução de 28 nm para 14 nm. Mantendo a quantidade de núcleos, é
possível aumentar ainda mais a frequência de operação, novamente sem
interferir no TDP final.
O que também pode ser feito é aproveitar o espaço extra para equipar
as novas APUs com gráficos integrados ainda mais eficientes, com mais
core de processamento de fluxo e com frequências maiores. Nesse
cenário, até mesmo algumas GPUs intermediárias passam a ser
desnecessárias, com GPUs futuras tanto da NVIDIA quanto da AMD
reservadas para o público avançado e entusiastas, que costumam usar
várias placas de vídeo simultâneas em SLI ou Crossfire.Entenda como o HSA da AMD pode revolucionar a computação
AMD introduz o conceito de Heterogeneous Uniform Memory Access
Temos também a transição do DDR3 para o DDR4, que impacta diretamente no desempenho das APUs, já que os gráficos integrados compartilham a memória RAM do sistema. Ou seja, mantidas constantes todas as outras características, as APUs já teriam um ganho importante de desempenho apenas com esse upgrade. Combinando isso com mais núcleos de processamento, GPU melhorada, otimização para usar o HSA e hUMA e maior eficiência por núcleo teremos um produto matador.
E o que pode dar errado?
Como tudo na vida, temos que levar em consideração os possíveis problemas da transição para o Zen. Ainda que a sua chegada ao mercado seja algo já confirmado, quando isso irá ocorrer? Temos acompanhado esse assunto há algum tempo e observamos sucessivas revisões de data de lançamento (inicialmente em 2015, agora no terceiro trimestre de 2016) em especial pela aparente falta de sincronia entre os calendários do Zen e da Global Foundries para aperfeiçoar o processo de 14 nanômetros.
Isso abre margem para a Intel, que pode tanto anunciar uma nova linha
Core quanto uma edição revisada do SkyLake, a Kaby Lake (que seria o
“refresh” do Skylake assim como o Devil Canyon foi para o Haswell). Ou
seja, digamos que, no melhor dos cenários, o Zen seja tudo o que a AMD
promete, com 40% mais performance em relação à sua última geração. Como
ele ficaria contra os modelos da Intel? Quanto mais atrasos, menor fica
essa margem.
A AMD já divulgou algumas informações sobre o Zen+, que teria 10% a mais de desempenho em relação ao Zen por melhorias de arquitetura, algo semelhante ao “Tac” da Intel que ocorre depois do “Tic” de diminuição da litografia. Isso significa que a AMD já tem as melhorias planejadas para o Zen, que provavelmente viria em 2017, o que faz com que Intel tenha uma janela confortável para anunciar sua sétima geração com 10 nanômetros, codinome CannonLake.
Na prática, isso significa que a AMD pode até surpreender com o Zen, mas que ele vai chegar “velho” (pelos padrões de tecnologia, naturalmente), já ultrapassado pela Intel. Mais do que isso, a AMD estaria, novamente, em uma posição de ter que cortar os preços do Zen para competir com a Intel, entrando de novo no ciclo de baixas receitas, dificuldades de investir e atrasos nas gerações futuras.
A AMD já divulgou algumas informações sobre o Zen+, que teria 10% a mais de desempenho em relação ao Zen por melhorias de arquitetura, algo semelhante ao “Tac” da Intel que ocorre depois do “Tic” de diminuição da litografia. Isso significa que a AMD já tem as melhorias planejadas para o Zen, que provavelmente viria em 2017, o que faz com que Intel tenha uma janela confortável para anunciar sua sétima geração com 10 nanômetros, codinome CannonLake.
Na prática, isso significa que a AMD pode até surpreender com o Zen, mas que ele vai chegar “velho” (pelos padrões de tecnologia, naturalmente), já ultrapassado pela Intel. Mais do que isso, a AMD estaria, novamente, em uma posição de ter que cortar os preços do Zen para competir com a Intel, entrando de novo no ciclo de baixas receitas, dificuldades de investir e atrasos nas gerações futuras.
Conclusão
Esse artigo busca não só falar um pouco mais sobre o Zen, mas também o que ele significa para a AMD e para o mercado em geral. Mais do que somente uma nova geração de processadores, ele é essencial para colocar a empresa de volta no topo, permitindo que ela concorra de igual para igual com a Intel, o que impacta diretamente na forma que o mercado de processadores irá funcionar daqui para frente.
A Intel está numa posição bastante confortável atualmente, praticamente sem concorrentes no mercado de altíssimo desempenho, o que dá liberdade para cobrar preços cada vez maiores para os seus modelos mais avançados. Quem sofre com isso é o mercado como um todo, que passa a ter que pagar preços cada vez mais altos por upgrades cada vez menores, geralmente na casa dos 5 ou 10% por geração.
O Zen pode mudar essa balança, favorecendo o lado da AMD e aumentando a competitividade do mercado. Porém, parece que isso depende muito mais de quando ele chegará às prateleiras do que propriamente as características dessa nova geração.
Esse artigo busca não só falar um pouco mais sobre o Zen, mas também o que ele significa para a AMD e para o mercado em geral. Mais do que somente uma nova geração de processadores, ele é essencial para colocar a empresa de volta no topo, permitindo que ela concorra de igual para igual com a Intel, o que impacta diretamente na forma que o mercado de processadores irá funcionar daqui para frente.
A Intel está numa posição bastante confortável atualmente, praticamente sem concorrentes no mercado de altíssimo desempenho, o que dá liberdade para cobrar preços cada vez maiores para os seus modelos mais avançados. Quem sofre com isso é o mercado como um todo, que passa a ter que pagar preços cada vez mais altos por upgrades cada vez menores, geralmente na casa dos 5 ou 10% por geração.
O Zen pode mudar essa balança, favorecendo o lado da AMD e aumentando a competitividade do mercado. Porém, parece que isso depende muito mais de quando ele chegará às prateleiras do que propriamente as características dessa nova geração.
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