Компьютерные новости
Все разделы
ISSCC 2015: APU AMD Carrizo в разрезе энергоэффективности
С 22 по 26 февраля в Сан-Франциско проходит масштабная конференция IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) 2015. Компания AMD также является активным ее участником. В рамках конференции она провела любопытную презентацию, посвященную энергоэффективным технологиям, интегрированным в APU AMD Carrizo.
Для начала напомним, что серия AMD Carrizo дебютирует в этом году на рынке мобильных платформ. Ее решения построены на основе 28-нм микроархитектур AMD Excavator (процессорные ядра) и AMD GCN (графические ядра) с применением дизайна SoC. То есть на одной микросхеме уместились еще и контроллеры, отвечающие за работу периферийных интерфейсов. Более того, в APU AMD Carrizo встроен также ARM-криптопроцессор AMD Secure Processor, реализующий преимущества технологии ARM TrustZone, с которой мы уже познакомились в рамках презентации APU AMD Mullins и AMD Beema. Добавим к этому поддержку новейших технологий (AMD Mantle, DirectX 12, HSA 1.0) и на выходе получится очень привлекательный продукт для мобильных систем.
Причина, по которой компания AMD так настойчиво развивает концепцию APU, довольно проста и кроется в их универсальности. Дело в том, что некоторые программы более рационально обрабатывать с помощью процессорных ядер. Другие быстрее выполняются при задействовании графического адаптера. Благодаря набору технологий HSA 1.0 модели серии AMD Carrizo могут оперативно менять баланс задействованных ресурсов для достижения оптимального уровня производительности в любом приложении (конечно же, при условии оптимизации его программного кода).
Но для повышения уровня производительности этого недостаточно, учитывая, что далеко не все разработчики хотят оптимизировать программный код своих продуктов. Поэтому без традиционного улучшения микроархитектуры в APU AMD Carrizo не обошлось.
Использование дизайна SoC предполагает увеличение количества структурных компонентов на самом кристалле. В таких случаях уместным будет переход на более тонкий техпроцесс для размещения всех необходимых узлов без увеличения общей площади кристалла. Однако с неизвестных нам причин этого не произошло, поэтому инженерам AMD пришлось оптимизировать микроархитектуру AMD Excavator для освобождения дополнительного места.
Выход был найден в переходе от дизайна High Performance Library до High Density Library. Специалисты увидели, что некоторые блоки занимают очень много свободного пространства. Если их потеснить, то удастся освободить необходимое место для чипсета. В результате такого подхода планировщик вычислений с плавающей точкой занял на 38% меньше пространства, а блоки FMAC и I-Cache Control – на 35%. Также была изменена структура стэка. Все это привело к экономии 23% площади кристалла и снижения потребляемой мощности. На 18% уменьшились утечки энергии, что позволило на 10% увеличить частоту встроенных графических ядер или же при аналогичной частоте уменьшить энергопотребление на 20%. Более того, количество ядер GPU теперь увеличилось до 8.
Еще одним позитивным моментом стала интеграция технологии AMD Voltage Adaptive, которая помогает процессорным и графическим ядрам дополнительно сэкономить до 19% и 10% энергии соответственно. Учитывая, что мы говорим о мобильных решениях, предназначенных для ноутбуков и планшетов 2-в-1, то повышенная их энергоэффективность означает большее время автономной работы.
Значительное внимание уделено и оптимизации показателя производительность / ватт. Для этого в структуру APU интегрировано 10 AVFS-модулей. Они позволяют получить точные характеристики (частоту, температуру, потребляемую мощность) ключевых блоков всего процессора и использовать эти данные для более эффективного расчета оптимальной их производительности при заданном диапазоне энергоэффективности. То есть получая более точную информацию от каждого блока, система может использовать их возможности максимально эффективным образом.
Не забыли и о режиме ожидания. В AMD Carrizo интегрирован режим «S0i3». При его активации отключаются практически все блоки APU, что снижает потребляемую мощность до 50 мВт. К примеру, в обычном режиме ожидания этот показатель достигает 1,5 Вт.
Как обещают разработчики, AMD Carrizo – это очередной большой шаг на пути к достижению их глобальной цели: 25-кратное улучшение энергоэффективности мобильных APU до 2020 года. Как видно из диаграммы, в запасе у них есть еще очень много технологий и сфер их применения, поэтому указанные показатели уж никак не подпадают под категорию «абстрактные мечты».
В завершении кратко суммируем все полученные факты:
- использование дизайна High Density Library позволило на 29% увеличить количество транзисторов в сравнении с предыдущим поколением при использовании того же 28-нм техпроцесса;
- микроархитектура AMD Excavator позволила увеличить на 5% количество выполняемых инструкций за такт, уменьшить на 40% потребляемую мощность и сократить на 23% занимаемую площадь;
- поддержка декодера H.265 позволила в 3,5 раза увеличить скорость кодирования мультимедийного контента;
- интеграция новых технологий позволила на 20% уменьшить энергопотребление графического адаптера и увеличить количество доступных ядер GPU до 8;
- производительность и энергоэффективность новых APU возросла на десятки процентов.
