Loni v listopadu jsme psali o startupu Nuvia, který po svém oznámení vyvolal velkou pozornost. Má totiž za cíl vyrábět výkonné ARM procesory pro servery, přičemž je založený a řízený šéfinženýry, kteří navrhli mimořádně úspěšná ARM jádra procesorů Apple. Jejich velmi vysoké IPC (kompenzující poměrně nízké frekvence) se stalo terčem obdivu laiků i hardwarových nadšenců, přičemž brzo by měla ukázat, co v nich je, také v počítačích Mac.
Nuvia by tedy mohla přinést podobně výkonné procesory, ale nyní už ne jen výhradně pro hardware značky Apple. Firma založená loni zatím logicky své produkty teprve připravuje, ale teď prolomila mlčení a trošku poodhalila, co plánuje. A pokud by jí tyto ambice vyšly, tak budou její čipy opravdu mimořádné.
Architektura Nuvia Phoenix
V tento týden vydaném blogu na svém webu Nuvia oznámila svůj první procesor označený zatím Orion, jenž bude založený na architektuře nazvané Phoenix. Phoenix má být vlastní architektura vyvinutá firmou Nuvia a implementující 64bitovou instrukční sadu ARM. A pozor – podle této firmy má jít o procesor, který má mít ten nejlepší poměr výkonu a spotřeby (tedy energetickou efektivitu), ale zároveň i nejvyšší absolutní výkon – nebo se to aspoň firma snaží implikovat (jsou použitá slova „industry-leading performance“).
Asi je hned třeba upozornit, že se bavíme o zatím neexistujícím produktu, takže pamatujte, že toto je marketing a ne reálné výsledky testů. Nuvia ovšem v blogu provedla určité srovnání s dnešními procesory, která nám má ukázat, jak dobré její procesory údajně budou.
Odhalený křemík procesoru (Foto: Fritzchens Fritz)Phoenix/Orion má údajně dosahovat „elegantní rovnováhu špičkového výkonu a efektivity,“ která „maximalizuje paměťovou propustnost a využití jádra“. Procesor nebude podle Nuvie muset mít velké množství jader, aby vyrovnal deficit v jednojádrovém výkonu, jednotlivá jádra tedy mají být velká a silná.
Jako nástřel výkonu, který údajně máme očekávat, Nuvia uvádí srovnání s dnešním procesory jako je notebookové Coffee Lake Core i7-8750H (jádro Skylake) a Ice Lake Core i7-1068NG7 (architektura Sunny Cove) od Intelu, Ryzen 7 4700U (Zen 2/Renoir) od AMD, Cortex-A77 od ARMu a mobilní procesory Apple. Nuvia operuje s tím, že procesory x86 mají typicky rozpětí spotřeby na jedno jádro 2–15 W (5–20 W pro Skylake v jejím grafu). Naopak mobilní procesory ARM jsou typicky na 1–4,5 W na jedno jádro, což je blíže spotřebám jader v mnohajádrových serverových procesorech.
Je samozřejmě trošku ošidné srovnávat PC procesory a ty pro telefony (dost se u nich bude asi například lišit spotřeba I/O a řadiče pamětí), ale dejme tomu. Podle Nuvie má Phoenix mít takovouto spotřebu na jedno jádro, tedy třeba až třetinovou proti architekturám Intelu a AMD.
O 50–100 % víc výkon než Zen 2 při třetinové spotřebě?
Současně Nuvia tyto architektury srovnává benchmarkem Geekbench 5 (počítá vždy jednojádrové skóre), který sice není serverový, ale podle firmy je prý dobrou aproximací. Je samozřejmě možné, že byl vybrán proto, jelikož v něm ARMy vypadají dobře… Firma podotýká, že i při oné třetinové spotřebě je jednojádrový výkon ARM jader od Apple jako A13 Lightning či A12X Vortex obdobný jako u x86 – dejme tomu 1200 až 1300 bodů v Geekbench 5.
Zde ale nastupují ony ohromující přísliby. Nuvia nevyznačila v grafu přesně, jaký má Phoenix/Orion dosahovat výkon, ale při spotřebě oněch 1–4,5 W má jeho křivka efektivity být ještě výš než architektury Applu, dosáhnout vyššího absolutního výkonu i lepšího výkonu na 1 watt. Graf Nuvie tvrdí, že to, na co potřebuje třeba Zen 2 přes 10 W, by mohl Phoenix dávat při 1–1,5 W, a při plných 4,5 W by mohl v jednovláknovém Geekbench 5 mít nějakých 2000–2500 bodů. To jsou velká slova – byl by to jednovláknový výkon o 50–100 % vyšší, přičemž podle Nuvie bude zároveň spotřeba jen 33 % proti Zenu 2.
Zatím je Phoenix asi jen na papíře, realita může zaostat
Pokud by se toto firmě povedlo, pak by samozřejmě šlo o velký úspěch. Prozatím je ale potřeba trošku krotit očekávání a pamatovat, že Nuvia nyní asi procesor vůbec nemá hotový, jelikož byla založená jen zhruba před rokem a půl. Toto jsou tedy asi projekce a plány, nikoliv naměřené benchmarky. Vývoj procesoru trvá typicky spíš 3–5 let, kdy poslední rok je vlastně už návrh ukončený, udělal se tapeout a čeká se na rozjezd výroby v továrně. Procesory Nuvia s architekturou Phoenix bych proto čekal nejdřív až tak v roce 2022, ne-li v roce 2023.
Tudíž je trochu nerealistické chlubit se srovnáním s architekturami z letoška nebo loňska, jelikož konkurence bude do té doby mít také na trhu nové procesory (Intel Sapphire Rapids nebo Granite Rapids, AMD Epyc Milan/Zen 3 nebo Genoa/Zen 4). Toto Nuvia i uvádí, ale zároveň píše, že nečeká, že by třeba Intel nebo AMD byly schopní zvýšit jendojádrový výkon o víc jak 20 % každý rok (pokud se to vynásobí, tak by to za dva roky bylo +44 %). A i s takovýmto zlepšením je má prý Phoenix vysoce porážet.
Roadmapy AMD z Investor Presentation (červen 2020): serverová CPUPořád jsme ale u tohoto, že toto jsou sliby a marketing. V procesorové branži je velmi časté, že původní plány jsou nějaké, ale realita křemíku vyšlého z továrny je pak o něco horší. Velmi často dosahuje nižších taktů, než se čekalo, nebo má horší energetickou efektivitu, nebo obojí zároveň. Může také vyjít hůře IPC, kvůli errata a „chicken bitům“ může být výkon horší, než plánovaný.
Phoenix má být první procesor Nuvie, takže pravděpodobnost, že by vyšel hned na jedničku, je o to nižší. Může být pravda, že vedení Nuvie je naprostá elita, ale zde jde i o celý tým, který je složený nově. A nebude pracovat na po několik generací vyladěných architekturách Apple, naopak bude teprve tvořit všechno od začátku, takže Phoenix bude první generace, která teprve bude mít zrání a vyladění před sebou. Podobně také může vývoj nabrat zpoždění (opět často vídaná věc), takže bude bojovat s o generaci novějšími protivníky.
Je tedy dost pravděpodobné, že to nevyjde tak skvěle, jak by tvůrci v tomto blogu chtěli. S tímto faktorem by sice mohli sami vědomě operovat a schválně tato čísla dát nižší, ale oněch bombastických až 100 % výkonu navíc při nízké spotřebě spíš působí tak, že převládla touha se co nejvíc zalíbit investorům, jejichž peníze teď Nuvia potřebuje.
Pokud hypoteticky počítáme, že frekvence nakonec bude o 20 % nižší, než byl plán, spotřeba o 20 % a ještě třeba IPC nebude tak skvělé (nebo v serverových úlohách může Phoenix dopadnout méně růžově, než v Geekbench), tak najednou jsme v situaci, kdy Phoenix nerozdrtí vše pod sluncem, ale bude to s ostatními CPU spíš plichta. Což je ruku na srdce asi pravděpodobnější, nebo alespoň očekávatelnější výsledek.
Galerie: Procesorová architektura Nuvia Phoenix
Uvidíme...
Pro jistotu tedy na závěr ještě jednou zopakujeme, že toto nejsou nějaká neutrální čísla o výkonu, ale marketingové sliby/lákání, což je třeba mít na paměti. Ale jak to za 2–3 roky dopadne, to teď jednoduše nemůžeme vědět. Proto se naděje fanoušků architektury ARM nedají ani úplně vyloučit. Jen je potřeba je brát s rezervou a být si vědom nejistoty, která je s těmito přísliby spojená.
Nicméně minimálně teď víme, že Nuvia opravdu chce vyvíjet co nejvýkonnější jádra nepůjde jenom o firmu licencující sakumprásk jádra i všechno ostatní od ARMu (jak to dělá například Amazon Graviton2, ale i Ampere Altra).
Věříte, že ARM procesory Nuvia Orion/Phoenix naplní nyní představená očekávání?
Zdroj: Nuvia
