Во сколько раз увеличилась производительность процессоров amd за последние 10 лет
Обновлено: 06.07.2024
По итогам II квартала 2021 г. суммарная доля AMD на рынке процессоров с архитектурой x86 достигла 22,5%, при этом доля Intel составила 77,5%. Об этом сообщил главный аналитик SemiAnalysis Дилан Пател (Dylan Patel) со ссылкой квартальный отчет аналитиков Mercury Research.
Последний раз AMD показала такой же высокий результат в IV квартале 2007 г., а исторический максимум доли AMD на рынке процессоров x86 был зафиксирован в IV квартале 2006 г. на отметке 25,3%. По мнению аналитиков Mercury Research, по итогам II квартала 2021 г. AMD поставила собственный рекорд по поставкам серверных и мобильных процессоров в штучном и денежном выражении.
В феврале 2021 г. CNews рассказал со ссылкой на аналитику Mercury Research о том, что в IV квартале 2020 г. AMD потеряла часть рыночной доли на рынке CPU x86, однако по итогам всего 2020 г. увеличила ее на 6,2% год к году до 19,6%. Тогда аналитики отмечали, что в последнем квартале 2020 г. Intel впервые за три года смогла частично «отбить» долю в сегментах процессоров для настольных ПК и ноутбуков, которую в последнее время настойчиво забирала AMD.
Помимо серверных, десктопных и мобильных процессоров, AMD выпускает процессоры для игровых консолей PlayStation 5 и Xbox Series X, которые также основаны на архитектуре x86.
Серверный, мобильный, настольный: выберите два
Тренд на укрепление рыночных позиций AMD в значительной степени определился в 2020 г. с улучшением позиций компании в сегменте чипов для настольных систем, особенно после выпуска линейки Ryzen 5000 на архитектуре Zen 3, с цельными восьмиядерными блокам CCX, отмечают в Mercury Research. Тем не менее, именно II квартал 2021 г. стал провальным для AMD в сегменте процессоров для настольных ПК, показав сокращение доли на рынке до 17,1% по сравнению с 19,3% в предыдущем квартале.
«В нынешней ситуации с дефицитом поставок поставщикам приходится выбирать приоритетные сегменты выпуска продукции, – сказал президент Mercury Research Дин Маккаррон (Dean McCarron). – Похоже, во II квартале AMD заместила производство процессоров для настольных систем выпуском большего количества чипов для мобильных систем и игровых консолей, в то время как Intel пожертвовала сегментом бюджетных мобильных процессоров ради увеличения производства CPU для десктопов.
Рыночные доли производителей процессоров с архитектурой x86, II кв. 2021
| CPU | К2 2021, доля | К1 2021, доля | К2 2020, доля | Изменение, кв./кв. | Изменение, год к году |
|---|---|---|---|---|---|
| Intel, весь рынок | 77,5% | 79,3% | 81,7% | -1,8% | -4,2% |
| AMD, весь рынок | 22,5% | 20,7% | 18,3% | 1,8% | 4,2% |
| VIA, весь рынок | 0,0% | 0,0% | 0,0% | 0,0% | 0,0% |
| Intel, десктоп | 82,9% | 80,6% | 80,7% | 2,3% | 2,1% |
| AMD, десктоп | 17,1% | 19,3% | 19,2% | -2,3% | -2,1% |
| VIA, десктоп | 0,1% | 0,1% | 0,1% | 0,0% | 0,0% |
| Intel, мобильные | 80,0% | 82,0% | 80,1% | -1,9% | -0,1% |
| AMD, мобильные | 20,0% | 18,0% | 19,9% | 1,9% | 0,1% |
| VIA, мобильные | 0,0% | 0,0% | 0,0% | 0,0% | 0,0% |
| Intel, серверные | 90,5% | 91,1% | 94,2% | -0,6% | -3,7% |
| AMD, серверные | 9,5% | 8,9% | 5,8% | 0,6% | 3,7% |
| VIA, серверные | 0,0% | 0,0% | 0,0% | 0,0% | 0,0% |
Источник: Mercury Research
В итоге, по его словам, AMD удалось нарастить долю процессоров в мобильном сегменте, в то время как Intel увеличила долю в десктопном сегменте. Рост суммарной доли AMD на рынке процессоров x86 обеспечили удачные продажи серверных процессоров.
Ближайшие перспективы
По мнению аналитиков TrendForce, противостояние между процессорными x86 решениями Intel и AMD обострится в оставшиеся до конца 2021 г. месяцы в серверном сегменте, поскольку обе компании уже начали массовые поставки своих новейших процессоров для этого рынка – Intel Ice Lake и AMD Milan.
Станет ли госсектор драйвером развития российского рынка BI
В TrendForce считают, что новые процессоры обоих компаний получат широкое распространение уже в III квартале, при этом платформа Ice Lake может получить более 30% доли серверного рынка до конца 2021 г. Тем не менее, из-за переноса запуска производства процессоров на базе платформы Intel Eagle Stream (Sapphire Rapids) со встроенной памятью HBM на II квартал 2022 г.
Ожидается, что процессоры, конкурентный аналог Intel – AMD Eagle Stream, поступят в массовое производство по аналогичному графику, поскольку пластины AMD начинаются с пятинанометрового узла и были относительно небольшими по объему.
AMD планирует запуск производства новых серверных процессоров Genoa с нормами техпроцесса 5 нм в конце 2021 г. для дополнительной оптимизации стоимости, энергопотребления и производительности своих процессоров, поэтому в TrendForce ожидают, доля процессоров AMD в серверном сегменте может вырасти по итогам 2022 г. до уровня 15% (с нынешних 9,5%).
Youtube-канал HardwareUnboxed провёл весьма занимательное тестирование, которое наглядно демонстрирует развитие игровой производительности процессоров Intel и AMD, начиная от i7-2600K и FX-8350BE и заканчивая i9-11900K и Ryzen 7 5800X. Целью тестов было показать именно архитектурные изменения, поэтому во всех процессорах активными были оставлены только по 4 ядра в режиме многопоточности. В процессоре FX-8350BE количество ядер осталось нетронутым, так как авторы считают его скорее "странным" четырёхъядерным процессором, нежели восьмиядерным, хотя данный вопрос они оставляют на откуп своим зрителям. Все процессоры в ходе тестов функционировали на частоте 4,2 ГГц, кроме FX-8350BE, который работал на 4,1 ГГц. В моделях, где использовалась оперативная память DDR4, она работала на частоте 3200 МГц (CL14), а DDR3 имела частоту 2400 МГц (CL11). Конечно, использование различных типов памяти, работающих на разной частоте, отличия в объёме кеша у процессоров и прочие условия не позволяют говорить об идеальном сравнении архитектур, но отлично отражают проделанную компаниями Intel И AMD работу по улучшению своих продуктов в каждом новом поколении. За графическую часть отвечала видеокарта RX 6900XT, а все тесты проводились в разрешении 1080p при максимальных настройках графики. Процессоры показали себя в девяти играх: Rainbow Six Siege, Assassins Creed Valhalla, Battlefield V, F1 2020, Hitman 2, Horizon Zero Dawn, Cyberpunk 2077, Shadow of the Tomb Raider, Watch Dogs Legion. Ниже представлены обобщенные итоги проведенного тестирования.
Результаты каждый может оценить по-своему. Но авторы отмечают, что с 2015 по 2021 год архитектурные изменения позволили процессорам Intel улучшить свою игровую производительность всего на 11%, поскольку всё это время Intel по сути лишь улучшала свои 14-нанометровые процессоры Skylake, тогда как процессоры AMD с 2017 по 2021 год увеличили данный показатель на 48%, непрерывно совершенствуя свою архитектуру Zen. Тем не менее выявить однозначного победителя довольно сложно, ведь всё-таки не все пользователи используют процессоры только для игр и для них играют не последнюю роль такие показатели как количество ядер, цена, энергопотребление, тепловыделение и прочие. Кроме того, битва архитектур скоро наберет новые обороты, поскольку в ближайшем будущем нас ожидают совершенно новые процессоры Intel 12-го поколения и "камни" AMD на архитектуре Zen4.
КДПВ: одна из попыток Intel создать демотиватор :)
Почти 10 лет назад Intel сообщил о закрытии проектов Tejas и Jayhawk – продолжателей архитектуры NetBurst (Pentium 4) в направлении увеличения тактовой частоты. Это событие фактически ознаменовало переход в эпоху многоядерных процессоров. Давайте попробуем разобраться чем это было обусловлено, и какие принесло результаты.
Для того, чтобы понять причины и масштабы случившегося с этим переходом, предлагаю взглянуть на следующий график. Здесь показано число транзисторов, тактовая частота, энергопотребление и степень параллелизма на уровне инструкций (ILP).
Удвоение числа транзисторов каждые несколько лет, известное как закон Мура – не единственная закономерность. Можно заметить, что до 2000го года тактовая частота и потребляемая мощность росли согласно аналогичным законам. Выполнение закона Мура на протяжении десятилетий было возможно потому, что размеры транзисторов всё уменьшались и уменьшались, следуя еще одному закону, известному как закон Деннарда (Dennard's scaling). Согласно этому закону, в идеальных условиях такое уменьшение транзисторов при неизменной площади процессора не требовало роста энергопотребления.
В итоге, если первый процессор 8086 при частоте 8MHz потреблял менее 2W, то Pentium 3, работающий на частоте 1GHz, потреблял уже 33W. То есть энергопотребление увеличилось в 17 раз, а тактовая частота за то же время возросла в 125 раз. Заметим, что производительность за это время выросла гораздо сильнее, т.к. сравнение частот не учитывает таких вещей как появление L1/L2 кэша и out-of-order исполнения, а также развитие суперскалярной архитектуры и конвейеризации. Это время можно по праву называть золотым веком: масштабирование техпроцесса (уменьшение размера транзисторов) оказалось идеей, обеспечившей устойчивый рост производительности на несколько десятилетий.
Сочетание технологических и архитектурных достижений привело к тому, что закон Мура выполнялся до середины 2000х, где и наступил перелом. На 90nm затвор транзистора становится слишком тонким, чтобы предотвратить ток утечки, а энергопотребление уже и так достигло всех мыслимых пределов. Энергопотребление до 100W и системы охлаждения весом до полукилограмма у меня ассоциируются скорее со сварочным аппаратом, да с чем угодно, но только не со сложным вычислительным прибором.
Intel и другие компании смогли несколько продвинуться вперед в вопросах роста производительности и снижения энергопотребления благодаря инновационным решениям, таким, как использование оксида гафния, переход на Tri-Gate транзисторы и т.п. Но каждое такое улучшение было лишь одноразовым, и не могло даже близко сравниться с тем, чего удавалось добиться просто уменьшая транзисторы. Если с 2007 по 2011 год тактовая частота процессоров увеличилась на 33%, то с 1994 по 1998 эта цифра составляла 300%.
Поворот в сторону Multicore
Последние 8 лет Intel и AMD фокусируют свои усилия на многоядерных процессорах, как решении для увеличения производительности. Но есть ряд причин считать, что это направление себя практически исчерпало. В первую очередь – увеличение числа ядер никогда не дает идеального увеличения производительности. Производительность любой параллельной программы ограничена частью кода, не поддающейся распараллеливанию. Это ограничение известно как закон Амдала и иллюстрируется следующим графиком.
Также не следует забывать о таких причинах, как, например, трудность эффективной загрузки большого числа ядер, которые также ухудшают картину.
Хорошим примером того, как использование бОльшего числа ядер приводит к меньшей производительности, мог бы стать AMD Bulldozer. Этот микропроцессор был спроектирован с расчетом на то, что разделяемый кэш и логика позволят сэкономить площадь кристалла и в итоге разместить больше ядер. Но в итоге получилось так, что при использовании всех ядер, энергопотребление чипа вынуждает сильно снизить тактовую частоту, а медленный разделяемый кэш еще сильнее снижает производительность. Несмотря на то, что в целом это был неплохой процессор, увеличение числа ядер даже близко не дало ожидаемой производительности. И AMD не единственные, кто столкнулись с этой проблемой.
Еще одна причина, почему добавление новых ядер не сильно помогает решить проблему – оптимизация приложений. Существует не так много задач, которые как, например, обработка банковских транзакций, можно без особого труда распараллелить практически на любое число ядер.
Некоторые ученые (с аргументацией разной степени убедительности) считают, что задачи реального мира, как и железо, обладают естественным параллелизмом, и остается только создать параллельную модель вычислений и архитектуру. Но большинство известных алгоритмов, используемых для практических задач, последовательные по своей сути. Их распараллеливание не всегда возможно, затратно и не дает желаемых высоких результатов. Особенно это заметно, если взглянуть на компьютерные игры. Разработчики игр хоть и делают прогресс в направлении загрузки работой многоядерных процессоров, но двигаются они в этом направлении очень неспешно. Есть не так много игр, которые, как последние части Battlefield могут загрузить все ядра работой. И, как правило, такие игры создавались с самого начала с возможностью использования многоядерности как основной целью.
(Признаюсь, я не могу проверить информацию про Battlefield. У меня нет ни самой игры, ни компьютера, на котором в нее можно было бы играть. :) )
Можно сказать, что сейчас для Intel или AMD добавление новых ядер – более простая задача, нежели их использование для разработчиков программ.
Появление и ограничения Manycore
Конец эпохи масштабирования техпроцесса привел к тому, что большое количество компаний занялись разработкой специализированных процессорных ядер. Если ранее, в эпоху бурного роста производительности, процессорные архитектуры общего назначения практически вытеснили с рынка специализированные сопроцессоры и платы расширения, то с замедлением роста производительности специализированные решения начали постепенно отвоёвывать назад свои позиции.
Несмотря на заявления ряда компаний, специализированные manycore чипы никоим образом не нарушают закон Мура и не являются исключением из реалий полупроводниковой индустрии. Ограничения энергопотребления и параллелизма для них актуальны так же, как и для любых других процессоров. Что они предлагают – это выбор в пользу менее универсальной, более специализированной архитектуры, способной показывать лучшую производительность на узком круге задач. Также такие решения менее обременены ограничениями на энергопотребление – предел для Intel'овских CPU – 140W, а старшие модели видеокарт от Nvidia находятся в районе 250W.
Архитектура MIC (Many Integrated Cores) от Intel – отчасти это попытка воспользоваться преимуществами отдельного интерфейса к памяти и создать гигантскую ультра-параллельную числодробилку. AMD же тем временем направляет свои усилия на менее требовательные к производительности задачи, разрабатывая архитектуру GCN (Graphics Core Next). Несмотря на то, в какой сегмент рынка метят подобные решения, все они по своей сути предлагают специализированные сопроцессоры для ряда задач, одна из которых – графика.
К сожалению, такой подход не решит проблемы. Интеграция специализированных блоков в процессорный кристалл или их размещение на платах расширения позволяет повысить производительность на ватт потребляемой мощности. Но тот факт, что размеры транзисторов уменьшались и уменьшаются, в то время, как их энергопотребление и тактовая частота – нет, привел к появлению нового понятия – тёмный кремний (dark silicon). Этот термин используется для обозначения бОльшей части микропроцессора, которая не может быть задействована, оставаясь в рамках допустимого энергопотребления.
Исследования в области будущего многоядерных устройств показывают, что независимо от того, как устроен микропроцессор и какова его топология, увеличение числа ядер серьезно ограничено энергопотреблением. Учитывая низкий прирост производительности, добавление новых ядер не дает достаточных преимуществ, чтобы обосновать необходимость и окупить дальнейшее совершенствование техпроцесса. А если взглянуть на масштабы проблемы и то, как давно она требует решения, то становится понятно, что радикального или даже инкрементального решения этой проблемы ожидать со стороны типовых академических или промышленных исследований не приходится.
Необходимо найти новую идею как использовать огромное число транзисторов, которое обеспечивает закон Мура. Иначе рухнет экономическая составляющая разработки нового техпроцесса, а закон Мура перестанет выполняться еще до того, как достигнет своего технологического предела.
В течение нескольких следующих лет мы, вероятно, всё же увидим 14nm и 10nm чипы. Скорее всего, 6-8 ядер станет обычным делом для любого пользователя компьютера, четырехъядерные процессоры проникнут практически всюду, и мы увидим еще более тесную интеграцию CPU и GPU.
Но неясно, что произойдет дальше. Каждое следующее улучшение производительности выглядит крайне незначительным по сравнению с ростом, имевшим место в прошлые десятилетия. Из-за роста токов утечки закон Деннарда перестал выполняться, а новой технологии, способной обеспечить столь же устойчивый рост производительности не наблюдается.
В следующих частях, я расскажу о том, как разработчики пытаются решить эту проблему, об их краткосрочных и более отдаленных планах.
Ресурс WikiChip Fuse продолжает делиться подробностями выступления Лизы Су (Lisa Su) на мероприятии IEDM 2017. Как уже сообщалось ранее, генеральный директор AMD призналась, что уровень энергопотребления микропроцессоров в последние годы увеличивался на 7% в год. Оказывается, что и выраженное в количестве исполняемых команд на один такт быстродействие процессоров AMD в последние десять лет росло такими же темпами. Архитектура Zen в этом смысле стала прорывом, поскольку позволила поднять быстродействие на 52% относительно предшественников.
Лиза Су в шутливой форме отметила, что AMD ещё израсходовала не все приёмы, позволяющие продолжать поднимать быстродействие процессоров. Не так давно быстродействие транзисторов удавалось поднимать в два раза каждые полтора года, теперь этот интервал вырос до 2,4 лет. По мере освоения 7-нм и 5-нм техпроцессов, а также более "тонких", придётся решать гораздо больше разнородных проблем. И рост себестоимости будет лишь одной из них.
AllConforD Вам Интел то платит за такие комментарии или вы за бесплатно работаете?
walitor Мне без разницы, Intel или AMD, я покупаю то, что на данный момент лучше, быстрее. А вот то, что AMD свои неудачные разработки пытается впарить, используя маркетинговую бомбардировку, выдавая ложь за правду, мне не нравится. Хотя повторюсь, выпустят достойный продукт поставлю проц от AMD тут нет никаких проблем, быть фанатиком бренда это глупость та ещё и болезнь, слава богу я этой болезнью не заражён.
AllConforD Ну если недостатка в деньгах нет, то можно переплатить за немного более быстрые процессоры Coffee и топовые материнки Z370, в итоге выйдет довольно солидная переплата, а можно подождать пару-тройку месяцев и купить тот же Intel по рекомендованным ценам, а не по завышенным как сейчас. Но сейчас по соотношению цена-производительность AMD впереди. Не стоит верить в "заказные" тесты Intel или AMD, они всегда будут в свою пользу, только собственные тесты, ну или на крайняк тесты действительно независимых экспертов в приложениях, которые не заточены не под Intel и не под AMD.
AllConforD Заражен, еще как. )
У Intel дела обстояли не лучше. Первые Core стали прорывом, сделав задел перед AMD, а потом медленная эволюция, примерно те же 7% в год. А зачем стараться было, если AMD не телилась и конкуренции практически не было. Сейчас ситуация изменилась, с выходом Zen конкуренция обострилась и Intel то же засуетились.
Rottan Ну ответ так ответ ! Что старый древний I7 6800K просто разрывает эти 8700K ))) Это называется фанатизм и оправдывание говна )))
Читайте также: