Procesorové války, aneb můj příští notebook už bude nejspíš s procesorem od AMD

Na poli procesorů to už dlouho nebylo tak zajímavé jako nyní. Řekl bych, že se rozjely procesorové války jak v 90. letech. Máme tu tři silné konkurenty (Intel, AMD a Apple) nabízející výkonné procesory do notebooků a NVIDIA kupuje společnost ARM. V příštích několika letech se můžeme těšit na zvyšování výkonu na všech frontách. Posledních 14 let jsem byl přesvědčený, že do svého hlavního notebooku bych si nepořídil nic jiného než procesor od Intelu. Nyní už je mi jasné, že příště to tak nejspíš nebude.

AMD_Ryzen_5000_APU_Cezanne_Lucienne

Trh se změnil a Intel byl výrazně oslaben. Ještě třeba pět let zpátky by takovou situaci leckdo vůbec nečekal. Tehdy byl Intel velmi silný a jeho pozice vypadala pohledem běžného člověka neohrozitelně. Jenže pak to přišlo všechno najednou – AMD přišlo s procesory Ryzen a EPYC, kterými jasně ukázalo, že se tak snadno nevzdá, a ještě se objevily všechny ty zranitelnosti, jejichž záplaty znamenaly snížení výkonu už existujících systémů. Pozice AMD byla obtížná, protože sice mělo velmi dobré procesory, jenže velcí OEM zákazníci pracují s dlouhodobými smlouvami na několik let dopředu. Není to tak, že vydáte nové procesory a hned je všichni budou chtít nacpat do svých notebooků.

Ve výsledku tedy přijdete s kompetitivním procesorem, ale horko těžko se domluvíte třeba s dvěma výrobci, kteří udělají jeden až dva modely svých Intelovských notebooků také ve verzi s AMD. Někteří další výrobci pak třeba taky přihodí jeden model k dobru, ale dost možná to bude nějaký supermarketový, kde bude jen snaha stlačit cenu na minimum. Člověk, který chtěl první mobilní Ryzeny v notebooku, měl před lety opravdu mizerný výběr. Takže vlastně nestačí udělat dobrý procesor. Musíte udělat lepší procesor a musíte být lepší po několik generací. OEM zákazníci, ale i spotřebitelé musí pochopit, že jste lepší, a zahrnout to do dalšího rozhodování.

V případě prvních Ryzenů pořád platilo, že je lepší koupit něco od Intelu. Intel totiž pod hrozbou konkurence snížil ceny a uspíšil přechod úsporných modelů Core (8. generace) na čtyři jádra místo dvou. U Ryzenů byla tehdy nevýhoda, že jejich klidová spotřeba, resp. spotřeba při nižší zátěži, byla stále ještě vyšší než u Core (naopak spotřeba ve vyšší zátěži byla stejná, nebo mírně lepší). Až s letošní generací mobilních Ryzen 4000 se podařilo překonat většinu parametrů Intelu.

Cíleně jsem si na recenze bral notebooky s procesory AMD Ryzen 4000 (U i H) a snažil se je maximálně používat na veškerou práci, abych si udělal jasný obrázek. Zde jsou stručně postřehy:

  • Intel umí rychleji snižovat spotřebu při malém zatížení (kancelářská práce), ale celková výdrž na baterii mi průměrně po týdnu používání vycházela stejně pro konfiguraci s AMD i Intelem (Acer Swift 3) – přibližně 9 hodin.
  • V případě porovnání s 10. generací úsporných Core mají základní Ryzeny 5 výkon stejný nebo lepší než nejlepší i7 (počítám pouze modely procesorů s HDMI 2.0). Nejvýkonnější Core i7 11. generace teprve nabízí vyšší single-thread výkon (zátěž jednoho jádra), ale výkon v multi-thread (zátěž všech jader) je jen na úrovni Ryzen 5. Ryzen 7 je stále výrazně rychlejší v multi-thread a stojí méně (oproti 10. generaci má multi-thread výkon brutálních +80 %).
  • Procesory Ryzen jsou levné. Ryzen 5 4500U začíná v noteboocích za 12 tisíc korun včetně DPH. Přitom jeho výkon byl ještě nedávno dostupný v notebooku nejméně dvakrát tak drahém.
  • Ryzeny lépe snáší kombinovanou zátěž integrované grafiky a výpočetních jader. U Intelu typicky s aktivní grafikou dojde k brutálnímu podtaktování výpočetních jader klidně na ~1,5 GHz (pokud jsou zatížena aspoň dvě jádra). U AMD je ve stejné situaci možné držet 3,0 GHz.

Jednu věc chci zmínit extra – výkon na watt. Dlouho to bylo naopak, ale Ryzeny 4000 jsou nyní v zátěži úspornější než Intel. Při testování nešlo přehlédnout, že verze notebooků s AMD byly tak nějak vždy chladnější a tišší v zátěži než verze s Intelem. Člověka to trklo prakticky hned, ještě než něco začal pořádně měřit. Levný Ryzen 5 4500U má při zátěži jednoho jádra spotřebu jen 9 W (4,0 GHz). Téměř ekvivalentní výkon na jádro nabízí Core i7-1065G7, které jej ovšem dosahuje se spotřebou 12,5 W (3,6 GHz). I tohle trochu vysvětluje, proč si AMD může dovolit do notebooku s identickým chlazením narvat procesor s více jádry.

Podobně to jde se spotřebou této dvojice i při zátěži více jader. AMD při spotřebě 18 W nabídlo o 15 % více výkonu než Intel, který potřeboval 23 W. U AMD šlo o levný procesor do supermarketových notebooků, zatímco u Intelu o nejvýkonnější i7 s grafikou IRIS Plus G7, takže radši ani nevytahuji porovnání ceny.

U Ryzenů se dají samozřejmě najít i nevýhody. V praxi jsem našel vlastně jen jednu, co mi vyloženě vadila – u AMD strojů chybí rozhraní Thunderbolt 3. Tyto stroje obvykle sice mají USB-C v šasi na stejném místě, ale nejsou v něm žádné PCIe linky. Možnost připojit PCIe zařízení sice využije jen malá část uživatelů, ale zrovna mně se hodně líbí (nejspíš brzy bude zápisek o Thunderbolt eGPU boxu s GeForce RTX 2070). Očekávám, že tohle se změní až s Ryzeny 5000.

Z pohledu softwarové podpory je otázkou, jak je na tom AMD s ovladači. Sám jsem neměl vyloženě žádný problém, a to jsem hrál na noteboocích i hry. Jeden notebook měl NVIDIA Optimus a dedikovaný čip. Optimus funguje úplně identicky pro Intel i AMD včetně všech jeho nevýhod (jako například, že se grafika nevypíná, pokud připojujete občas externí monitor a používáte jej jako primární).

11. generace Core i5/i7

To, že AMD najednou nabízí tak nějak lepší procesory, Intel vyřešil vydáním 11. generace úsporných Core, což jsou velmi zajímavé procesory. Intel je v lepších verzích vybavil velmi silnou integrovanou grafikou Intel Iris Xe (+40 % výkonu proti AMD Vega 7) a výrazně jim zvedl takty, aby dosáhl brutálních single-thread výkonů (v extrému o třetinu vyšší než u úsporných Ryzenů). Má to však háček. Vlastně dva.

Jde stále jen o čtyřjádrový procesor, takže i přes vysoké takty nakonec nabídne v zátěži všech jader výkon jen jako šestijádrový Ryzen 5. Především však výkon pomocí frekvencí vyhnaných nadoraz znamenal navýšení TDP na 28 W. Pokud nějaký výrobce v notebooku omezí TDP na 15 W, kupovali byste si tam novější generace z půlky zbytečně. Mnou testovaný procesor (Core i7-1165G7) dokázal dlouhodobě držet takt jednoho jádra na 4,4 GHz a spotřebovával 18,5 W. Při zátěži všech jader úplně ze začátku žral rovnou 40 W a plynule spotřeba i takty klesaly, aby se po minutě zastavily na 28 W / 3,5 GHz. Po několika minutách už to testovaný notebook vzdal, srazil spotřebu na 18 W, s čímž klesl takt na 2,9 GHz.

Z toho, co píšu, lze vyvodit, že tento procesor sice krátkodobě v benchmarcích poskytuje pěkný výkon, ale udržitelný výkon je v případě zátěže všech jader prakticky stejný jako v minulé generaci (a pod úrovní základního Ryzenu 5). Ještě více než u předchozí generace je výsledný výkon systému závislý na provedení chlazení. Stačí se podívat na grafy výsledků na notebookcheck.net – u Intelů je vidět větší rozptyl výsledků, zatímco procesory od AMD se chovají konzistentněji. Tohle vždy napovídá, že jedno z řešení bude mít nižší spotřebu a produkci tepla. Typicky u systémů s AMD vídám maximální teploty procesorů 75-80 °C, zatímco pro Intel jsou poměrně běžné teploty přes 95 °C (u strojů, které opravdu nabízí plný výkon procesoru).

Přestože Intel vždy měl náskok a bylo vidět, jak něco ze zálohy vytáhne, až když konkurence moc prudí, Core i7-11xx je pro mě nakonec spíše zklamání. Příští rok by se měl Intel pořádně snažit, protože AMD Zen3 má mít 20% nárůst IPC a ještě vyšší takty. Pokud Intel nevytáhne nějaké eso z rukávu, bude mu v segmentu notebooků ujíždět vlak.

Kdybych si dnes měl koupit notebook, je velká pravděpodobnost, že bych sáhl po modelu s AMD. Pro mě, který měl notebook s AMD naposledy 14 let zpět (a byl to nejhorší notebook, jaký jsem kdy měl), je to velká změna – podobné změny dělám s velkou opatrností, a přesto už bych do AMD dnes šel.

mb-air-m1

A co Apple M1?

O Applu jsem psal v létě, když oznámil přechod svých počítačů na vlastní procesory s instrukční sadou od ARMu. Nyní jsou již čerstvě venku i nějaké výsledky a celé snažení dopadlo pro Apple velmi dobře. Apple na tiskovce promítal nějaké marketingové grafy bez popsaných os, ze kterých ani nebylo poznat, proti čemu pořádně srovnává. V tomto ohledu to pro mě bylo utrpení sledovat.

Zprvu se objevily jen benchmarky, které řeknou leccos, ale rozhodně nenapoví, jaký je hrubý výkon – v případě CPU šlo o Geekbench, který neuznávám asi celkově, a v případě grafiky zas o GFXbench, což je benchmark pro mobily (tedy neodpovídá složitostí shaderů reálným AAA hrám pro PC/Mac). V prvním vyšel Apple M1 jako „best processor ever“, v druhém vyšla jeho integrovaná grafika výkonem jako GeForce GTX 1050 Ti.

cb23-apple-single

cb23-apple-multiVýsledky testů renderingu Cinebench R23 (zdroj: wccftech). Pro srovnání, jak moc pokročily procesory za poslední tři roky: dnes ještě stále naprosto běžné firemní notebooky s čtyřjádrovým 15W Core i5-8350U dají single 947 a multi 3190.

Mým oblíbeným testem hrubého výkonu je Cinebench, který nyní vyšel s podporou Apple M1, a včera se objevily výsledky online. Z něho vyplývá, že single-thread výkon je mírně pod 11. generací Core i7. Výkon v multi-thread je na úrovni Ryzen 5 4600U. Dá se tedy říct, že v hrubém výkonu výpočetních jader jde o velmi solidní produkt s výkonem na úrovni, která přibližně odpovídá tomu, co nabízejí podobně tenké PC notebooky ve stejné cenové relaci. Vzhledem k tomu, že jde o prvotinu, je to velký úspěch.

V případě grafiky jsem zatím viděl jen výsledky z Shadow of the Tomb Raider. Dle nich výkon odpovídá spíš někde úrovni té integrované Intel Iris Xe, než že by to byla hrozba pro dedikované čipy.

Apple má tu hlavní výhodu, že vyrábí procesory, které následně i sám odebírá v takovém množství, aby měl úspory z rozsahu. Tohle jiní říct nemohou. Nemyslím si, že by někdo jiný nedokázal udělat taky takový procesor – v 90. letech se dalo něco podobného pozorovat. Jenže i když by pak takový náhodný výrobce přesvědčil Microsoft, aby jeho procesor podporoval ve Windows, pořád je nutné přesvědčit i výrobce počítačů a výrobce aplikací, a to je ten hlavní zádrhel. Apple má jediný tu moc donutit všechny vývojáře, aby „přes noc“ začali dělat pro jinou platformu, protože má pod palcem všechny komponenty, které jsou k tomu potřeba.

Apple si určitě velmi dobře analyzoval, jak lidé jeho notebooky používají. M1 je proto v mnoha ohledech pěkně optimalizovaný. Má velmi rychlé připojení operační paměti a řadu jednoúčelových akceleračních jednotek, které dokáže operační systém použít tak, aby v určitých úlohách dosáhl ještě vyššího výkonu (případně stejného výkonu při nižší spotřebě). Tohle si Apple může dovolit, když si dělá procesor, zbytek hardware, operační systém, vývojové nástroje i základní aplikace. Stejně tak to v 90. letech dělali výrobci UNIXových stanic (např. SGI).

Sám bych si nicméně stroj s Apple M1 určitě nepořídil. Příznivou cenu mají jen základní konfigurace s 8 GB RAM, což je něco jako mít 4 MB RAM v době příchodu Windows 95 – asi 55 % paměti zabere systém už po spuštění. Za příplatek 6 tisíc je možné mít 16 GB RAM, což je zároveň i maximum. Pro mě osobně je to zoufale málo a u nového stroje už bych pod 32 GB nešel. Celkem pravidelně při práci vytížím tak ~25 GB RAM, takže i s nějakou kompresí bych stejně skončil ve swapu a výkon by byl pryč.

Záměrně jsem se nevyjadřoval moc ke spotřebě a TDP. Apple říká, že jde o 10 W procesor. Všichni ovšem víme, že TDP v moderním pojetí výrobců už stejně nic neznamená. Viděl jsem i nějaké testy spotřeby, ale šlo o pečlivě zvolené úlohy, které byly akcelerované jednoúčelovými jednotkami, takže z toho zatím nic nevyvozuji. On to nakonec někdo změří podrobně, ale zatím jsem nic uspokojivého nenašel. Obecně jsem si všiml, že články o Apple M1 mají často pečlivě vybrané benchmarky, ve kterých vychází Apple M1 nejlépe. U těch ostatních benchmarků se zase pěkně čaruje s tím, že se do porovnání vybere taková konkurence, aby to „dobře vyšlo“, případně se pro vhodně zvolený konkurenční procesor použije nějaká nízká hodnota výkonu, která odpovídá možná nějakému notebooku se špatným chlazením, ale ne průměru.

Komentáře k článku

  1. 1. swarm  18.11.2020  19:52:00

    Tady už řeší spotřebu Apple M1 a odhadují z měření systému, že CPU bude mít TDP 20-23W:

    https://www.anandtech.com/show/16252/mac-mini-apple-m1-tested

  2. 2. nula  18.11.2020  21:34:36

    Díky za přehledné shrnutí. Taky jsem zvědavý na reálné zkušenosti s M1.

  3. 3. Libor  19.11.2020  10:00:42

    Hezké shrnutí, díky. Kdyby se objevil ještě nějaký článek o M1, jeho výkoně a spotřebě a skutečnému porovnání s ostatními procesory, tak budu jen rád :)

  4. 4. Ladis  19.11.2020  18:37:05

    Tady je výkon/spotřeba/teplota/výdrž na baterii ve hrách (příspěvek a komentáře):
    https://www.reddit.com/r/macgaming/comments/jw3e1c/game_benchmarks_for_m1_mac_mini_with_8gb_ram/

    Shrnutí: Menší a starší hry často 4K60 s vypnutým větrákem. Výdrž na baterii při hraní stejná jako předchozí Intel MacBooky (M1 je úspornější v kancelářské práci a práci na specializovaných obvodech, jako např. video encoding – při zátěži obecnými úlohami je spotřeba jako Intel/AMD).


Napsat komentář