На престижной международной конференции International Solid State Circuits Conference (ISSCC) корпорация AMD (NASDAQ:AMD) сообщила о том, что новые гибридные процессоры (APU) под кодовым названием “Carrizo”, предназначенные для ноутбуков и энергоэффективных ПК, будут поддерживать целый спектр передовых технологий управления питанием. Высокой производительности удалось добиться благодаря новому поколению ядер CPU на архитектуре х86, - “Excavator”, и графической составляющей на базе AMD Radeon. Новый APU является системой на кристалле (SoC), в связи с этим AMD ожидает сокращения энергопотребления вычислительных ядер x86 Carrizo на 40%, одновременно обеспечивая значительный прирост производительности в CPU, графике и мультимедиа по сравнению с предыдущим поколением APU.

“В стремлении создавать превосходные продукты, в будущем APU “Carrizo” будут оптимизированы энергопотребление и эксплуатационные характеристики для наилучшего соотношения производительности на Ватт в гибридных процессорах AMD категории мейнстрим, - сказал Сэм Наффзигер (Sam Naffziger), менеджер по корпоративным коммуникациям и один из авторов презентации AMD на ISSCC. - С момента создания современных микропроцессоров, были достигнуты заметные улучшения в области производительности и энергоэффективности. Однако преимущества в энергопотреблении с переходом на новый технологический процесс стали менее заметными, тем самым открыв эпоху альтернативных способов повышения производительности и эффективности процессоров. AMD использует архитектуру HSA, а также собственные технологии управления питанием, которые продолжают приносить свои плоды. Будущие APU “Carrizo” позволяют сделать большой шаг вперёд по направлению к целям AMD в области энергоэффективности, сформулированным в инициативе 25x20. Эти идеи поддерживают широкий спектр новых решений, которые будут использованы для всей линейки наших продуктов в будущем”.

Особенности Carrizo, анонсированные на ISSCC:

• На 29% больше транзисторов при практически таком же размере кристалла, что и в предыдущем поколении - “Kaveri”;
• Новые ядра “Excavator” на x86 обеспечивают ускоренное выполнение инструкций при снижении энергопотребления на 40%;
• Новые ядра Radeon с выделенным блоком питания;
• Выделенный алгоритм H.265 для видео сжатия на кристалле;
• Двузначное (в процентах) увеличение производительности и времени автономной работы;
• Впервые для высокопроизводительного AMD APU — интегрированный южный мост.

Преимущества архитектуры

Новая архитектура библиотек с высокоплотным размещением компонентов позволила AMD оснастить чипы Carrizo еще большим (на 29%) количеством транзисторов – 3,1 млрд. – сохраняя при этом практически неизменный размер кристалла, как в предыдущем поколении чипов, Kaveri. Такое увеличение плотности помогло высвободить больше места для графики, мультимедийных дополнений и интегрировать системные контроллеры южного моста. В рамках мультимедиа оптимизации была реализована поддержка нового высокопроизводительного кодека H.265, обеспечивающего вдвое большее сжатие по сравнению с предыдущей версией. Работа с H.265 на аппаратном уровне позволит использовать разрешение 4K, увеличит время автономной работы, а также будет способствовать снижению требований к пропускной способности интерфейсов при просмотре совместимых видео потоков.

Дополнительные транзисторы позволили Carrizo стать первым процессором, совместимым с разработанными HSA Foundation спецификациями HSA 1.0. HSA делает работу программных ускорителей, таких как GPU, гораздо проще, гарантируя более высокую производительность приложений при сниженном энергопотреблении.

Бриллиантом среди преимуществ архитектуры для HSA является технология унифицированного доступа к памяти (hUMA) на чипе Carrizo. Благодаря hUMA CPU и GPU делят единое пространство оперативной памяти. Оба процессора имеют доступ ко всем ресурсом платформы и распределяют данные в системной памяти. Такая когерентная архитектура значительно сокращает количество инструкций, необходимых для многозадачного режима, повышая производительность и энергоэффективность системы.

Новые возможности энергосбережения

Вместе с гибридным процессором Carrizo будут впервые представлены несколько технологий энергосбережения. Например, стремясь компенсировать кратковременные перепады напряжения, традиционные микропроцессоры обеспечивают на 10-15% повышенное питание, чтобы гарантировать количество необходимой энергии для процессора. Однако это невыгодно с точки зрения эффективности, ведь потери энергии соответствуют приросту напряжения в квадрате [Аарон Гренат, International Solid State Circuits 2014, техническая документация, страницы 106-107] (например, 10% рост напряжения говорит о 20% потерях энергии).

AMD разработала ряд технологий, чтобы оптимизировать электрическое напряжение. Новейшие процессоры сопоставляют средний уровень питания со спадами каждую наносекунду или миллиардную часть секунды. Начиная с Carrizo, адаптивная работа с напряжением затрагивает как CPU, так и GPU. И поскольку модификации напряжения происходят на уровне наносекунд, производительность практически не страдает, а энергопотребление снижается на 10% для CPU и на 19% для GPU.

Другая энергосберегающая технология, впервые реализованная в Carrizo, называется «Адаптивное масштабирование электрического напряжения и частоты» (AVFS). Эта технология подразумевает использование уникальных запатентованных датчиков скоростных возможностей микросхем и напряжения в дополнение к традиционным датчикам температуры и мощности. Датчики скорости и напряжения позволяют каждому конкретному APU учитывать частные характеристики микросхем, поведение платформы и условия работы. Адаптация к этим параметрам в реальном времени позволяет AVFS обеспечить до 30% экономии энергии.

Помимо сокращения энергопотребления CPU за счет уменьшения площади ядра, AMD также работает над оптимизацией технологического процесса 28 нм, повышая его энергоэффективность, а также реализацией работы GPU в условиях ограниченного электропитания. Такие подходы позволяют сократить энергопотребление GPU на 20% по сравнению с Kaveri, сохраняя при этом такую же тактовую частоту. Все эти инновации AMD направлены на повышение энергоэффективности в рамках существующего технологического процесса. Они позволяют добиться хороших характеристик и низкой стоимости производства микросхем по технологии 28 нм.

Дополнительные ресурсы

• Узнайте больше об инициативе AMD 25x20
• Присоединяйтесь к сообществу AMD на Facebook
• Подпишитесь на страницу компании AMD ВКонтакте
• Следуйте за AMD на Twitter @AMD

О компании AMD

Компания AMD (NASDAQ: AMD) разрабатывает технологии для самых разнообразных интеллектуальных устройств, включая персональные компьютеры, планшеты, игровые консоли и облачные серверы. Технологии AMD помогают пользователям по всему миру раскрыть потенциал используемых устройств и приложений и выйти за рамки привычного и возможного. Более подробную информацию вы можете найти на сайте www.amd.com.