SKLEP

Blog użytkownika Octavio

Octavio Octavio 11.01.2019, 10:11
Procesor z "jajami" - AMD Ryzen Next Gen 2020.
192V

Procesor z "jajami" - AMD Ryzen Next Gen 2020.

Jedną z najlepszych zmian w nowych konsolach będzie bez wątpienia nowy procesor. Wynika to z tego, a czego w ostatniej generacji nie doświadczyliśmy, będzie on znacznie wydajniejszy od swojego poprzednika, jednostki Jaguar.

Implementacja jednostki Jaguar w konsoli PS4 wynikała z prostych założeń, które były obrane w trakcie projektowania konsoli. Miała być to tania, efektywna energetycznie i prosta w programowaniu jednostka centralna. Niestety dało się to osiągnąć jedynie dzięki firmie AMD, która w owym czasie miała na rynku najwydajniejsze... APU. Ten w przeciwieństwie do CPU ma zintegrowany układ graficzny. Jego wadą jest jednak to, że w swoich założeniach był projektowany z myślą o niewymagających PC, z pewnością nie przeznaczonych do grania w gry konsolowe. To jak znacząco mogłaby podnieść cenę jednostka bardziej zaawansowana pokazuje nam firma analityczna IHS MARKIT. W jej analizie z 2009r. cena CPU i GPU (należy zauważyć że są to oddzielne jednostki) w konsoli PS3 wyniosła 83,5$. W konsoli PS4 z kolei APU mimo, że teoretycznie jego wydajność w obliczeniach procesora jest... mniejsza :) kosztuje już 100$. Pokazuje to jak producent musi kluczyć między ceną a wydajnością. I nie prawdą jest że producenci w owym czasie włożyli do konsoli przestarzałą już podczas premiery jednostkę. Był to najwydajniejszy i najbardziej opłacalny procesor w swojej klasie, klasie APU. Instalacja mocniejszego procesora wymagałaby nie dość, że o wiele mocniejszego chłodzenia to i sama konsola musiałaby zostać powiększona. Jak mogłoby to wyglądać pokazuje nam nowa Chińska konsola Subor Z+, która ma DWA wentylatory chłodzące gigantyczny radiator, na oko 2 razy większy niż ten zastosowany w Xbox One X.

No, ale po co nam jakiś mocny procesor skoro developer może przerzucić część zadań na GPU. Przecież już sam Ubisoft nam to sprezentował pokazując odpowiednie slajdy.

A co z tego gadania wyszło pokazał sam developer w grze Assassin's Creed Unity. Tak, całkowicie olał przerzut z CPU na GPU co pokazało nam DIgital Foundry. Mimo że na obu konsolach gra chodzi w 900p, gra ma więcej klatek na Xboxie, który ma taktowanie Procesora większe o 8% niż PS4, którego z kolei obliczenia GPU są lepsze od Xboxa niemal o 100%. Spadki  FPS i narzekania graczy okazały się tak duże, że następna część zaliczyła spory downgrade na obu konsolach.

„Karta graficzna jest naprawdę mocna i oczywiście grafika w naszej grze prezentuje się bardzo ładnie. Niestety to procesor jest kulą u nogi, gdyż to właśnie on odpowiada za obliczenia sztucznej inteligencji, ilości postaci obecnych na ekranie itp. Gdyby zależne było to wyłącznie od grafiki, moglibyśmy odpalić grę w 100 klatkach na sekundę” - mów Vincent Pontbriand dla serwisu Video Gamer. 

I w tym względzie multiplatformy zaliczą spory skok graficzny. Nie będzie to już jednak tak spektakularne w przypadku Exclusivów, które bez wątpienia wykorzystują każdą dostępną moc drzemiącą w konsoli.

No dobrze, ale skąd w ogóle wiadomo że będzie to procesor z rodziny Ryzen. Proste, AMD innego w obecnej chwili nie posiada. Każda jednostka wyprodukowana przez AMD bazuje na tym samym CPU, które posiadają różne taktowanie, ilość pamięci podręcznej czy liczbę rdzeni. Same rdzenie fizycznie niczym się między sobą nie różnią. Poza wielkością, która jest uzależniona od procesu produkcyjnego. Do tej pory AMD wypuściło 2 generacje procesorów bazujące na mikro-architekturze Zen -  Zen (14nm) i Zen + (12nm). Premiera 3 generacji procesorów Zen 2 (7nm) będzie miała miejsce w 2019r.  Mniejszy proces technologiczny pozwoli na lepszą efektywność cieplną i energetyczną. Pozwoli też na umieszczenie w tym samym obrębie przestrzeni większą ilości rdzeni. Już teraz mówi się że w konsolach będzie to 8 rdzeni pracujących z 16 wątkami. 

Mikroarchitektura Zen została zaprojektowana z myślą o najróżniejszych zastosowaniach, począwszy od energooszczędnych układów dla pasywnie chłodzonych laptopów, a skończywszy na potężnych superkomputerach. To co odróżnia ZEN od poprzedniej mikro-architektury, to to, że... zastąpił on DWIE dotychczas wykorzystywane konstrukcje - energooszczędną Jaguar i wydajną Excavator.

Wiedząc już z czym będziemy mieli do czynienia spróbujemy sobie odpowiedzieć jaką mniej więcej mocą będzie dysponował CPU w konsoli i jak to przełoży się na gry. Z pomocą przychodzi nam już dzisiaj producent Chińskiej konsoli Subor Z. Przy współpracy z AMD opracował on SOC w którym CPU Ryzen działa z GPU VEGA. Vega ta posiada teoretyczną moc bardzo zbliżoną do tej, którą posiada PS4 - 3,99 vs 4,2 TFLOPS. Mimo to posiadając 4 rdzeniowy, 8 wątkowy procesor Ryzen taktowany 3 Ghz, potrafi ona wygenerować w każdej grze multi-platformowej 60 FPS. Jakby tego było mało w niektórych grach mówimy o ustawieniach PC'towych ULTRA. A w nowych konsolach z dużą pewnością dojdzie większa liczba rdzeni we współpracy z pamięcią GDDR 6, która w najlepszej wersji jest 2-krotnie szybsza od GDDR5. Także już teraz 4 rdzenie Ryzen taktowane 3 Ghz dałyby potężnego kopa obecnym produkcjom. A jak by wyglądała ta sytuacja, gdyby odnieść to do odpowiednika PC? Przede wszystkim należy sobie zdać sprawę z kilku rzeczy. Jeśli chodzi o gry to procesory AMD są słabsze względem swoich odpowiedników Intela. Przede wszystkim są one niżej taktowane, a główną robotę robi to, że w jednym cyklu zegara procesory intela wykonują więcej instrukcji. Następnie, jeśli nawet producent konsoli umieści odpowiednik Ryzen'a w konsoli, to i tak będzie on musiał mieć zaniżone taktowanie.  Ryzen 2400G taktowany jest 3,6 Ghz (3,9 Turbo). Jego odpowiednik w Subor Z już tylko 3Ghz. Kluczowym elementem jest tu TDP czyli określenie klasy układu chłodzenia, jaki zagwarantuje utrzymanie poprawnego działania procesora. Dla 2400G jest to 65W. Zejście do 3 Ghz zagwarantowało obniżenie TDP do 50W co jest moim zdaniem optymalną wartością dla ciasnych konsol. Subor Z przy tym jest bardzo cichy, nie wiem czy na poziomie Xbox One X, ale z pewnością daleko mu do PS4 Pro :)

I tutaj mała ciekawostka, wypłynęły nieoficjalnie dane na temat przyszłych procesorów 3 generacji Ryzen. Z przedstawionych informacji wynika że model APU 3600G będzie miał przy 8/16 rdzeniach TDP wynoszące aż 95W przy taktowaniu 3,2/4Ghz. TDP na poziomie 50W w 7nm zagwarantowałby, według tych danych 3300G, który przy 6/12 ma TDP 65W. Chciałoby się te 8 rdzeni w konsoli, ale faktycznie upakowanie takiej ilości przy takim taktowaniu i jeszcze z mocnym GPU będzie nie lada wyczynem. I się nie zdziwię jeśli niewykonalnym. No chyba że z taktowaniem zejdą jeszcze niżej i nie będą oszczędzać na chłodzeniu (minimum 2 wiatraki i ogromny radiator jak w Subor Z, jak nie lepszy).

Mając na uwadze powyższe informacje zamiast się skupiać na tym jak ten procesor będzie wyglądał na tle PC, bardziej bym zalecał patrzenie na to, jak on będzie wyglądał względem Jaguara. Po prostu dzisiaj robi się gry pod konsole. Czasy kiedy robiło się gry na PC, a później burzę mózgów jak przeportować grę na konsole dawno minęły :) Jeśli jednak można to zrobić, to czemu nie. Należy wziąć pod uwagę, że są to tylko moje gdybania, bo nie ma żadnych badań jak CPU w konsoli i PC radzą sobie w grach w tych samych warunkach. Budowa konsoli i PC nie jest taka sama.

Bardzo prosto, można to mniej więcej określić w przypadku PS4. Otóż w 2014r. niedługo po premierze PS4 na PC wyszedł odpowiednik Jaguara. Co ciekawe model 5150 miał nawet takie same taktowanie 1,6 Ghz z tym że posiadał 4 zamiast 8 rdzeni. Przeglądając jego testy widać, że jest on o wiele słabszy od wówczas taniego procesora intela z serii  Pentium G3000. Wówczas bardzo popularny był procesor G4560 taktowany 3500 Mhz. Seria G3000 była taktowana w okolicach 3000 Mhz. Popularna strona https://cpu.userbenchmark.com pokazuje nam zestawienie Intel Pentium G3220 (3000 Mhz) z Athlonem 5150. Ten pierwszy procesor osiąga 38% w skali wydajności procesorów, natomiast Athlon 19%. Czyli można przyjąć że mniej więcej procesor w PS4 w 2013r. był na poziomie Intel Pentium G3220 (Bo miał 2 razy tyle rdzeni co 5150). Dla porównania najmocniejszy dostępny w owym czasie procesor Intela i7-4770K w tej skali jest na poziomie 76% czyli o 100% mocniejszy. Wiedząc już teraz, pi razy oko, jak wyglądała wydajność 8 rdzeniowego jaguara na tle intela można porównać na tej samej stronie G3220 z Ryzenem 2200G który pod obciążeniem osiąga 3500 Mhz. Okazuje się że osiąga on taką samą przewagę w skali jak i7-4770K - 76%. Odpowiednikiem 2400G z kolei kiedyś był najmocniejszy CPU AMD FX8350. Przeglądając więc testy wydajnościowe gry AC Unity (gdzie brały udział zarówno Intel G3220 jak i FX 8350 można stwierdzić że obecnie 4 rdzeniowy Ryzen 2400G jest w stanie zapewnić większą wydajność w ilości klatek na sekundę na poziomie 100%. AC Unity jest przykładem gdzie słaby procesor nie wyrabiał z wydajnością. Wiedźmin III natomiast jest przykładem gdzie słaby CPU nie pozwalał na wyświetlenie większej ilości NPC na ekranie co wyglądało śmiesznie przy rozłożonych straganach w Novigradzie... bez sprzedawców :) Gry z otwartym światem nabiorą zdecydowanie największego rozpędu. Jednak nie w każdej grze będzie to się odbijało tak bardzo, ponieważ narzut na procesor nie w każdej grze jest taki sam.

No dobra, ale co jeśli PS5 będzie miało coś na kształt 3600G, 8 rdzeni 16 wątków. Tu przychodzi nam z pomocą inne porównanie z Youtube które widziałem. To co odróżnia między innymi stare procesory od nowych to ilość operacji na sekundę w ciągu jednego cyklu zegara. Bulldozer który jest poprzednikiem Ryzen'a ma IPC mniejsze od niego według AMD o 52%. Najmocniejszy wyprodukowany Bulldozer to FX-9590. Istny potwór, 8 rdzeni taktowanych 4,7 Ghz, a w trybie turbo 4,8. AMD 1700 8 rdzeniowy 16 wątkowy z taktowaniem 3 Ghz i 3,6 w trybie turbo pokonuje w grze (mocno procesorowej) Watch Dogs 2 FX-9590 o 55%. 37 FPS VS 58 FPS (minimalna ilość k/s). To teraz sobie porównajcie tego FX-9590 do Jaguara 8 rdzeniowego... 1,6 GHZ :) To jaki skok zrobił AMD Ryzen w kwestii IPC względem swoich poprzedników i na tle Intela, pokazuje ten oto screen.

"W przypadku PC-tów obowiązuje zasada, że każdy komputer jest wydajny tak, jak jego najwolniejszy komponent. Gry podlegają jej szczególnie. Wynika to z korelacji występującej na linii CPU - GPU. Strukturalnie centralne jednostki obliczeniowe są znacznie bardziej zaawansowane od kart grafiki, które dobrze sprawdzają się tylko w operacjach na dużych porcjach powtarzalnych danych - sekwencyjne przetwarzanie szeregowe kontra architektura masowo równoległa. Karta grafiki sama w sobie nie potrafi chociażby przełączyć kontekstu, czyli przydzielić zasobów poszczególnym procesom. W rezultacie to procesor musi przetłumaczyć instrukcje na kod maszynowy zrozumiały przez kartę (tu powstaje zjawisko narzutu sterownika) i przekazać gotowe dane do narysowania obrazu. Mówiąc obrazowo, procesor jest mózgiem, a karta - osiłkiem realizującym wyłożone na tacy zadanie."

Przy projektowaniu konsoli, trzeba wziąć pod uwagę jak mocny CPU da się umieścić, w relacji z GPU. Paradoksalnie bardziej opłacalne może być umieszczenie słabszego CPU (mniejsza ilość rdzeni) za którym będzie w stanie nadążyć GPU. Działa to w obie strony, ponieważ to za słaby GPU może nie nadążać za CPU. Jak to wygląda? Możecie zobaczyć na tym filmiku gdzie GTX 1060 działa z grą GTA V w tandemie z FX4300 i Ryzen 1600. Można powiedzieć że ten FX4300 to taki trochę szybszy odpowiednik Jaguara. Ma on co prawda tylko 4 rdzenie ale taktowane prędkością aż 3,8 Ghz. Prosta matematyka i wychodzi nam 4x3,8=15,2 VS 8x1,6=12,8. Tak więc na filmie widać że rdzenie FX pracują na pełnym gwizdku podczas gdy karta graficzna jest obciążona tylko w 50%. Ba! w miejscu największej rozpierduchy gdzie moc procesora jest najbardziej potrzebna, użycie GPU spada do... 34%! Przy użyciu tej samej karty, ale innym CPU różnica wynosi aż 140%. 31,8 vs 77,5 FPS. MASAKRACJA. I to tylko przy 50% obciążeniu CPU Ryzen. Z kolei przy Ryzen widać że karta pracuje na 100%, ale aż 12 wątków biegnie sobie jak chce. Jest to typowo gra procesorowa i podczas obciążenia średnio wszystkie wątki pracują w 40%. To gdzie ograniczeniem jest GPU pokazuje np. Mass Effect Andromeda na tym samym filmie. Nie dość, że średnio aktywne wątki pracują na 50% to jeszcze maksymalnie tylko 8 z nich, a 4 na 0%. Na filmie widać też ogólne podsumowanie w ilu procentach jest wykorzystywany CPU. W ME i Project Cars wynosi ono... 30% i 35%. O czym to świadczy, czyżby mocny procesor jest nikomu niepotrzebny? Niekoniecznie, świadczy to jedynie o tym że twórcy dostosowali swoje gry do możliwości procesorów i GPU w konsolach. Wszystko jest zbalansowane i w harmonii jak na wolnym rynku :) Gry mocno obciążające procesor, z otwartym światem mają na konsolach limit 30 FPS, ale też nie mają takiej grafiki i rozmachu jak korytarzowy Uncharted 4, również w 30 FPS. Z kolei inne gry zachowują balans, mają 60 FPS, ale nie mają takiej grafiki, rozmachu i świata jak konkurencja - Resident Evil 7 VS Order 1886, Metal Gear Solid 5 VS RDR II, Killzone Shadowfall VS Doom.

Jaki jest więc ostateczny wniosek z tego tekstu? Ano taki, że bardzo dużo się mówi o wydajności GPU i często tylko na podstawie TFLOPS'ów określa się różnicę wydajności między konsolami. A jak widać Subor Z zostawia jakby nie patrzeć konsolę mocniejszą (PS4) daleko w tyle pod względem wydajności w tych samych grach. Pozwala to z optymizmem patrzeć w przyszłość, gdzie Ryzen, wyniesie konsolową stabilność, wydajność oraz grafikę i możliwości gier na nowy poziom. Nie znaczy to jednak, że mogą to wszystko osiągnąć w każdej grze jednocześnie. Patrz na zdanie wyżej o wolnym rynku i harmonii. Trzymajmy kciuki aby wyszedł biznes jak najlepszy dla graczy :)

Tagi:

Oceń notkę
+ +14 -

Fundacja "Polacy dla Polaków"
Oceń profil
+ +21 -
Octavio
Ranking: 392 Poziom: 49
PD: 16062
REPUTACJA: 2742
Miesięcznik PSX Extreme