Eskiden x86 ve ARM komut seti mimarileri keskin sınırlarla birbirinden ayrılıyordu, son birkaç yıl içinde iklim değişti. x86’nın hakim olduğu alanda ARM dizaynları daha fazla söz sahibi olmaya başladı. “Verimlilik” konusu ehemmiyetini artırdıkça, x86 yongalar da ARM benzeri hibrit dizaynlara evrilmeye başladı. x86 mimarilerinin piyasadaki iki hakimi olan Intel ve AMD, büyük performans çekirdekleri ve küçük verimlilik çekirdeklerini bir araya getirerek farklı işlemciler piyasaya sürmeye başladı. Bugün kırmızılıların teknolojilerine odaklanacağız. Onlar bu çekirdeklerin sonuna “c” takısı getirerek “Zen 4c ve Zen 5c” gibi isimlendirmeler kullanıyorlar, böyle de devam edecek gibi.
- ARM ve x86 İşlemci Mimarileri Karşılaştırması
x86 komut seti mimarisi daha çok yüksek performansa, masaüstü ve sunucu gibi ortamların yanı sıra dizüstü bilgisayarlara hitap ediyordu. ARM ise daha çok akıllı telefon ve tablet gibi mobil aygıtlarla birlikte çeşitli tüketici elektroniği eserlerine yönelikti. Son yıllarda işler değişmeye başladı. Apple, ARM mimarisini kullanarak güçlü “M Serisi (Apple Silicon)” işlemcilerini piyasaya sürdü, bu SoC’ler x86 rakipleriyle mücadele edebilir düzeye geldi. Ayrıca ARM tabanlı sunucu yongaları ortaya çıkmaya başladı.
x86 tarafında ise tam tersi oldu. AMD ve Intel gibi şirketler, yıllardır faydalandığı güçlü performans çekirdeklerinin yanına enerji verimli çekirdekler ekleme fikrini benimsemeye başladı. Başka bir telaffuzla ARM tarafının big.LITTLE yaklaşımını benimsemeye başladılar. Intel, detaylarıyla incelediğimiz bu küçük çekirdeklere “E-Core” ismini veriyor. AMD ise hem ise hem isimlendirme hem de tasarım açısından farklılıklara sahip.
- Hibrit Mimari: İşlemcilerde P-Core ve E-Core Nedir?
2021’in sonlarında 12. Nesil Core Alder Lake yongalarını piyasaya süren Intel, aynı pakette tamamen farklı iki tür çekirdek kullanarak gerçekten eşsiz bir şey yaptı. Bu mavililerin yaptığı bir icat değildi, söylediğimiz gibi Arm yıllardır big.LITTLE ismini verdiği formülle aynı yolu izliyordu. Dizaynın masaüstüne taşınması büyük bir olaydı, o zamanlar çok konuşuldu.
Küçük verimlilik çekirdeklerine E-Core yani Efficient Core, yıllardır standart olarak kullandığınız performans çekirdeklerine ise P-Core yani Performance Core ismini taktılar. Başka bir deyişle, tek bir CPU paketinde iki farklı çekirdek çeşidi kullanılmaya başlandı.
İngiliz yarı iletken dizayncısı Arm’nin uzun süredir bu işin öncüsü olduğunu biliyorsunuzdur. Cep telefonlarında, tabletlerde ve bazı dizüstü bilgisayarlarda kullanılan enerji verimli SoC‘ler, farklı vazifeleri yerine getiren iki çekirdek grubuna sahip. Daha büyük, performans odaklı çekirdekler daha ağır vazifeleri üstlenirken, daha küçük, verimlilik odaklı çekirdekler çok daha az enerji tüketirken arka plan misyonlarını üstleniyor. Bu kombinasyon Arm’nin güç tüketimini düşük tutarken çip performansını artırmasını sağladı.
Intel’in tersine AMD, işlemcilerinde sadece tek bir mimari ve tek bir çekirdek tasarımı sunmaya devam etti. Elbette bir noktaya kadar. İlk olarak “Zen 4c” sonrasında ise “Zen 5c” çekirdekleri literatüre girdi. Bu çekirdekler başta mobil, sonra masaüstü ve sunucu alanında kullanılmaya başladı.
Peki neden? Hibrit mimarili CPU’lar, performans ve verimlilik için optimize edilmiş farklı çekirdekler sunarak klâsik CPU’larda var olan temel tasarım bilmecesini ortadan kaldırıyor. Tek iş parçacıklı performansı artırmak istiyorsanız çekirdekleri ayrı halde daha güçlü hale getirmeniz gerekir. Ancak bunu yaptığınızda genellikle verimsiz güç tüketimi, yüksek sıcaklıklar ve yüksek alan kullanımı elde edilir. Çok iş parçacıklı performansı artırmak için ise çok sayıda çekirdeğe ihtiyaç var. Benzer şekilde, güç ve alan verimsizliği bu işi zorlaştırıyor. Hibrit mimari, anlık gereksinimlere bağlı olarak istediğimizi vererek meseleleri ortadan kaldırıyor. En azından amaçlanan bu.
Biz makalemizde Zen 4c ve Zen 5c çekirdeklerinden bahsedeceğiz, çünkü şu anda piyasada iki çekirdek tasarımı mevcut. Gelecekte Zen 6c ve Zen 7c çekirdekleri de gelecek lakin mantık aynı. Sadece çekirdeklerin tasarımı ve performansında küçük değişiklikler yapılacaktır. Sonuç olarak “c” ekini almış ünitelerin hizmet ettiği şey belli.
Zen 4 gibi normal Zen çekirdekleri büyük çekirdekler, yani yüksek performansa hitap ediyor. Intel tarafında bunun adı “P-Core” idi. Zen 4c gibi güç ve alan verimliliği optimize edilmiş çekirdekler ise daha küçük, daha az enerji tüketiyor. AMD, Zen 4c çekirdeklerini EPYC sunucu işlemcilerinde kullanılmaya başladığında toplamda 128 çekirdeği entegre etmeyi başardı.
AMD, masaüstü işlemcilerini Core Complex Die (CCD) dediğimiz ünitelerle yapılandırıyor. Ryzen çipler 2019’dan beri en fazla 16 çekirdeğe kadar yükseldi. Tek bir CCD’de azamî 8 çekirdek kullanılırken, her birine en fazla 8 çekirdek entegre edilebiliyordu. AMD eğer daha yüksek çekirdek sayısı elde etmek isteseydi, CCD ve çekirdek dizaynını baştan aşağı yenilemesi gerekiyordu. Bu da hem maliyetli hem de çok karmaşık bir iş.
Diğer taraftan, Zen 4c CCD’lere 8 yerine 16 çekirdek yerleştirmek mümkün. Yani bir CCD’ye 8 Zen 4, diğer CCD’ye 16 Zen 4c çekirdeği ekleyerek 24 çekirdeğe ulaşmak mümkün. Hatta işlemcinin tamamen Zen 4c çekirdeklerinden meydana geldiğini düşünürsek, masaüstü Ryzen CPU’larda 32 çekirdek bile kullanılabilir.
Bu arada kısa bir not düşelim. Intel’in verimlilik çekirdekleri AMD’ninkilere kıyasla çok daha küçük. Bir Intel verimlilik çekirdeği, performans çekirdeğinin neredeyse dörtte biri kadar yer kaplamakta. Yani bir P-Core’un alanına kabaca dört E-Core sığdırmak mümkün. Ancak Intel’in çekirdek cinsleri arasında çok daha fazla asimetri, sorun genişliği, gecikme müddetleri ve hatta komut seti farklılıkları var. Ayrıca mavililerin küçük çekirdekleri Hyper-Threading desteği sunmuyor.
AMD, Zen 4c ile E-Core adı verilen Intel çekirdeklerini karşılaştırmayı reddediyor. Çünkü Zen 4c, standart Zen 4 çekirdeği ile aynı mikro mimariyi paylaşıyor ve sonuç olarak her ikisi de aynı genel özelliklere ve komut setlerine sahip. Buna karşılık Intel’in verimlilik çekirdekleri şirketin performans çekirdeklerinden farklı bir mimari kullanıyor:
“Tüketiciler için tek fark kalıp üzerindeki boyutlar. Bu çekirdekler işletim sistemi bazında bir şeyi değiştirmiyor.”
Peki neden “c eki alan çekirdekler” dizüstü bilgisayarlara geliyor? Şirket, bu teknolojinin giriş düzeyi Ryzen işlemcilerin daha verimli çalışmasını sağlamak için mevcut Zen 4 çekirdekleriyle iyi bir şekilde eşleşebileceğini keşfetti. AMD’den Woligroski, Zen 4c çekirdeklerinin bir dizüstü bilgisayar 15 watt’ın altında güçle program çalıştırırken daha fazla performans sunmak için daha az elektrik tüketebileceğini belirtti:
“Bu giriş düzeyini (çipleri) desteklemek için olağanüstü bir yol. Bu teknolojiden yararlanma marifeti, daha fazla çekirdeği daha düşük bir fiyat noktasına ölçeklendirmemizi sağladı.”
AMD ve Intel’in “verimlilik çekirdeği” dizaynlarının aynı olmadığını söylemiştik. AMD’nin daha küçük Zen 4c çekirdekleri, yüksek performanslı Zen 4 ile neredeyse aynı dizayna sahip lakin çok daha az yer kaplıyor ve daha düşük L3 önbellek kullanıyor. Yani aynı yürütme ve sorun genişliği, aynı sayıda kayıt, aynı dahili gecikmeler, süreçler. Ve evet, buna çoklu iş parçacığı da dahil.
Zen 4c çekirdekleri 2 MB L3 önbellekten yararlanırken, Zen 4’te bu rakam iki katına çıkıyor. Peki çekirdek boyutunu düşürmek için sadece önbelleği düşürmek yeterli mi? Hayır. İki Zen 4c çekirdeği nasıl tek bir Zen 4 çekirdeğinin alanına sığıyor bunu tam olarak bilmiyoruz. AMD, Zen 4 çekirdeğinin 3,84 mm², Zen 4c çekirdeğinin ise sadece 2,48 mm² alan kapladığını söylüyor. Ortadaki fark sadece önbellek kesintisinden değil, farklı tasarımsal değişiklerden de kaynaklanıyor.
Tahmin edebileceğiniz gibi frekans suratları da daha düşük. Yıllardır kullandığımız Zen 4 çekirdekleri 5,5 GHz’in ötesine geçerken, Zen 4c çekirdekleri 3 GHz civarında dolaşıyor. Kırmızı takım daha düşük saat suratlarıyla, yüksek çalışma frekanslarıyla gelen parazit ve güç sızıntıları konusunda endişelenmeden iç yapıları çok daha küçük hale getirebiliyor.
İki çekirdek arasındaki temel fark, Zen 4c’nin yüksek saat suratları yerine yoğunluk ve güç verimliliği için optimize edilmiş olması. AMD’ye göre bunun getirisi, bir Zen 4c çekirdeğinin benzer performans sunarken çip kalıbı üzerinde daha küçük bir alan kaplayabilmesi.
Özetle Zen 4c çekirdeğinin temel amacı, Zen 4’ün daha küçük bir boyutta aynı özelliklere sahip bir alternatif sunmak. Saat suratları düşük olan bu üniteler, daha yoğun kütüphaneler kullanarak daha yüksek saat suratlarına çıkamıyor ancak genel olarak daha küçük ve daha fazla güç verimliliği sağlayan bir çekirdek haline geliyor.
Zen 5c, selefi Zen 4c ile aynı kaderi paylaşıyor. Zen 5c çekirdekleri, ‘standart’ Zen 5 performans çekirdeklerine kıyasla kalıp üzerinde daha az yer kaplayacak şekilde tasarlanırken, daha hafif misyonlar için yeterli performans sunarak güç tasarrufu sağlıyor ve milimetre kare başına daha önce mümkün olandan daha fazla işlem gücü sağlıyor. AMD, ‘kompakt’ Zen 5c çekirdeklerinin standart Zen 5 çekirdeklerinden yaklaşık %25 daha küçük olduğunu ve iki çekirdek çeşidinin aynı kalıp üzerinde farklı ölçülerde önbelleğe sahip olduğunu söyledi.
Hibrit mimari, mühendislerin GPU ve NPU fonksiyonları için çipte ek alanı verimli bir şekilde kullanmasını sağlıyor. Her Zen 5c çekirdeği kendine özel L1 ve L2 önbelleğe sahip. L3 önbellek ise Zen 5 ve Zen 5c çekirdekleri için ayrı ayrı belirlenmiş iki kısma ayrılmış. Böyle bir tasarım, önbellekler etkileşime girmesi gerektiğinden küçük gecikmelere neden olabilse de AMD bunun performansı etkilemeyeceğini söylüyor. İşlemciler ayrıca misyonları verimli bir şekilde yönetmek için gelişmiş zamanlama teknikleri kullanmakta ve öncelikli olmayan misyonlar 5c çekirdeklerine yönlendiriliyor.
Zen 5 ve Zen 5c çekirdekleri, her iki çekirdek tipinin aynı kalıpta olduğu heterojen dizaynlarda (Strix Point gibi) veya sırf bir çekirdek tipi kullanan homojen dizaynlarda (Granite Ridge masaüstü yongaları veya sırf daha küçük kompakt çekirdeklere sahip önceki nesil EPYC Bergamo sunucu yongaları gibi) birden fazla segmentte kullanılabilir halde.
Ryzen Aİ 300 mobil işlemci serisi Zen 5c çekirdeklerinden yararlansa da, masaüstü Ryzen 9000 “Granite Ridge” çipler beklediğimiz gibi sadece performans çekirdekleriyle hareket ediyor. Tek bir CCD, 32 MB L3 önbellekle eşleştirilmiş sekiz Zen 5 çekirdeği içermekte.
Zen mikro mimarisinin önceki yinelemelerinde gördüğümüz gibi, AMD Zen 5’i tüm ürün portföyünde kullanıma sunacak. Örneğin ‘Turin” kod isimli 5. Nesil EPYC sunucu işlemcilerinin 192 Zen 5 çekirdeğiyle gelmesi bekleniyor. Zen 5c çekirdeklerinden faydalanan farklı işlemciler ise 384 çekirdeğe kadar çıkabilecek.
Diğer Teknoloji Haberleri İçin Tıklayın / Bursa Haber – Bursa Gündem – Bursa Gündem Haber – Bursa Haberleri – Bursa Son Dakika
Bizi İnstagram’da Takip Edebilirsiniz / @BursaGündemHaber
Bizi X’de Takip Edebilirsiniz / @BursaGündemHbr
Bizi Facebook’da Takip Edebilirsiniz / @BursaGündemHaber
Bizi Youtube’da Takip Edebilirsiniz / @BursaGündemHaber
Bizi Linkedin’de Takip Edebilirsiniz / @BursaGündemHaber
05:31
05:31
News
Teknoloji
Teknoloji
Teknoloji
Teknoloji
TEKNOLOJI
