AMD afslørede på den prestigefyldte International Solid State Circuits Conference (ISSCC), at den kommende A-serie Accelerated Processing Unit (APU), med kodenavnet "Carrizo", til notebooks og stationære pc'er med lav effekt vil levere et væld af nye, avancerede strømstyringsteknologier, mens opnå væsentlig ydeevne gennem nye “Excavator” x86 CPU-kerner og en ny generation af AMD Radeon GPU-kerner. Ved hjælp af et ægte System-on-Chip (SoC) design forventer AMD, at Carrizo reducerer strømforbruget af x86-kernerne alene med 40 procent, samtidig med at det giver betydelige gevinster i CPU-, grafik- og multimedieydelse i forhold til den tidligere generation af APU.

"Som en del af vores fortsatte fokus på at opbygge fantastiske produkter, vil de avancerede kraft- og ydeevneoptimeringer, vi har designet til vores kommende 'Carrizo' APU, levere den største generationsydelse pr. Watt nogensinde for en mainstream AMD APU" Sam Naffziger, AMD Corporate Fellow og medforfatter af AMD-præsentationen på ISSCC.

”Der har været bemærkelsesværdige fremskridt inden for ydeevne og energieffektivitet inden for computing siden fødslen af ​​den moderne mikroprocessor. Imidlertid er de energirelaterede fordele, der strømmer fra nye produktionsprocesser, bremset og indledes i en æra, hvor alternative måder til forbedring af processorens ydelse og effektivitet er nødvendige. AMD har forfulgt Heterogene System Architecture (HSA) og proprietære strømstyringsteknologier for at opnå fortsatte gevinster. Den kommende 'Carrizo' APU tager et stort skridt hen imod AMD 25 × 20-energieffektivitetsmålet og indeholder et væld af nye funktioner, der vil blive vedtaget på tværs af vores fulde produktlinje fremover. ”

Nye Carrizo-afsløringer på ISSCC:

  • 29% flere transistorer i næsten samme dø-størrelse som dens forgænger, “Kaveri”;
  • Nye “Gravemaskine” x86-kerner giver en løft i instruktionerne pr. Ur med 40% mindre strøm;
  • Nye Radeon GPU-kerner med dedikeret strømforsyning;
  • Dedikeret on-chip H.265 videodekode;
  • Tocifret procentdel stiger i både ydelse og batterilevetid;
  • Integreret Southbridge for første gang på en AMD højtydende APU.

Detaljer vil blive præsenteret i dag på AMD ISSCC-session, "En 28nm x86 APU optimeret til effekt og arealeffektivitet," af AMD Fellow og designingeniør Kathy Wilcox. Præsentationen dækker teknologi, implementering og strømstyringsfunktioner i Carrizo APU.

Arkitektoniske fremskridt

Nye designbiblioteker med høj tæthed gjorde det muligt for AMD at passe 29 procent flere transistorer på Carrizo - 3.1 milliarder kroner - i næsten samme chipstørrelse som den forrige generation, Kaveri APU. Denne tæthedsforøgelse har gjort det muligt for et større område til grafik, multimedie-offload og integration af "Southbridge" -systemets controller på en enkelt-chip. Den øgede understøttelse af multimedie inkluderer den nye H.265-videostandard med høj ydeevne og fordoble dens forgængers videokomprimeringsmotorer. Inkluderingen af ​​H.265 i hardware understøtter ægte 4K-opløsninger, hjælper med at forlænge batteriets levetid og reducere kravene til båndbredde, når du ser kompatible videostrømme.

Det ekstra transistorbudget tillader også Carrizo at blive den første processor i branchen designet til at overholde HSA 1.0-specifikationen udviklet af HSA Foundation. HSA gør programmeringsacceleratorer som GPU langt enklere, hvilket ideelt fører til større applikationsydelse ved lavt strømforbrug.

Blandt designfordelene for HSA er den heterogene Unified Memory Access (hUMA) i Carrizo. Med hUMA deler CPU'en og GPU den samme hukommelsesadresseplads. Begge kan få adgang til al platformens hukommelse og allokere data til ethvert sted i systemets hukommelsesplads. Denne sammenhængende hukommelsesarkitektur reducerer antallet af instruktioner, der kræves til at udføre mange opgaver, i høj grad, hvilket hjælper med at forbedre både ydelse og energieffektivitet.

Nye energieffektive funktioner

Flere nye energieffektive teknologier debuterer på Carrizo APU. For at håndtere transiente fald i spænding, som er kendt som hængende, leverer traditionelle mikroprocessordesigner overskydende spænding i størrelsesordenen ti til femten procent for at sikre, at processoren altid har passende spænding. Men overspænding er dyrt med hensyn til energi, fordi den spilder strøm med en hastighed, der er proportional med kvadratet af spændingsforøgelsen. (dvs. 10% overspænding betyder ca. 20% spildt strøm).

AMD har udviklet en række teknologier til optimering af spænding. Dens seneste processorer sammenligner den gennemsnitlige spænding med droppe i størrelsesordenen nanosekunder eller milliarddels sekund. Start med Carrizo APU, denne spændingsadaptive funktion fungerer både i CPU og GPU. Da frekvensjusteringerne udføres på nanosekundniveau, er der næsten intet kompromis med computerens ydeevne, mens strømmen reduceres med op til 10 procent på GPU'en og op til 19% på CPU'en.

En anden strømteknologi, der debuterer i Carrizo, kaldes adaptiv spænding og frekvensskalering (AVFS). Denne teknologi involverer implementering af unikke, patenterede sensorer af siliciumhastighedskapacitet og spændingssensorer ud over traditionelle temperatur- og kraftsensorer. Hastigheds- og spændingssensorer gør det muligt for hver enkelt APU at tilpasse sig de særlige siliciumkarakteristika, platformens adfærd og arbejdsmiljø. Ved at tilpasse i realtid til disse parametre kan AVFS føre til op til 30 procent strømbesparelser.

Ud over at hjælpe med at reducere strømforbruget på CPU'en ved at krympe kerneområdet arbejdede AMD med at optimere 28nm-teknologien til effektivitet og indstille GPU-implementeringen til optimal drift i strømbegrænsede scenarier. Dette muliggør op til 20% effektreduktion over Kaveri-grafikken på samme frekvens. Kombinerede AMD's energieffektivitetsinnovationer sigter mod at levere energibesparelser i størrelsesordenen en produktionsteknologi krympe, mens de forbliver i en godt karakteriseret, omkostningsoptimeret 28nm-proces.