Computex 2015 : 全新 Excavator CPU 架構結合 GCN 3.0 的筆電級高效能 SoC , AMD 第六代 APU Carrizo 正式發表

2015.06.03 09:01AM
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AMD 在今年 Computex 的重頭戲,就是第六世代的高效能 APU "Carrizo",這也是 AMD 首度在高效能 APU 採用整合 CPU 、 GPU 與南北橋之 SoC 設計的產品; Carrizo 的重點在於雖與前一代的 Kaveri ,不過拜全新高效能 CPU 架構 Excavator 搭配 GCN 3.0 所賜,在相近的 DIE 尺寸下多了近 20% 的電晶體,且 IPC 效能也提升 15% ;同時 Carrizo 也正式符合 HSA 1.0 規範所需的架構,還具備 H.265 解碼。

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Cazzizo 鎖定的目標市場是目前筆電市場最大宗的 400~700 美金左右,旨在滿足此價格帶消費族群能夠兼顧個人裝置資料管理、欣賞串流影片與串流直播,還有順暢的線上遊戲體驗; AMD 也強調相較競品在此價格所提供的整體效能, Carrizo 在整體效能與娛樂效能更為優秀。

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AMD 強調, Carrizo 可望提供此等級的筆電更流暢的遊戲體驗、更好的串流媒體娛樂使用以及更強的運算效能,但同時也仍擁有全日使用的電池續航力。對 AMD 而言, Carrizo 也有多項第一,它是 AMD 首款符合 HSA 協會之 HSA 1.0 標準的處理器、同時也是首款具備 HEVC( H.265)硬體解碼架構的筆電及處理器,也同時是 AMD 首度將 ARM TrustZone 安全防護技術整合到高效能處理器的產物,也是首款 AMD 高效能 SoC APU 。

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Carrizo 採用 FP4 封裝,基於 28nm 製程,採用 4 個 Excavator 架構的 CPU 核心搭配最大 8 個 GCN GPU (此產品線的 GPU 等級將有 Radeon R6 與 R7 兩種,皆支援 Direct X12 ),提供共 12 個運算核心;記憶體支援雙通道的 DDR3 2133MHz ,且具備三路 Display Engine 與三個數位輸出通道,並整合音訊處理的 DSP 架構。

同時, Carrizo 可針對設備散熱設定為 15W 或是 35W 兩種 TDP , AMD 特別強調 Carrizo 此次特別把重點放在 15W TDP 下的架構最佳化調教,強調在 15W 下可發揮超高的功耗效能比。

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先前提到, Carrizo 能夠以與 Caveri 相同的 28nm 製程、但卻又擁有更高的效能以及完整的 SoC 化設計,最大的功臣仍是全新的 Excavator 核心;此次透過緊湊化設計的高效率架構,浮點運算效能提升了 38% ,每時脈效能也提升了 4-15% 不等。

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除了緊湊化架構設計外, Excavator 還有一個重點就是使 L1 快取提升一倍容量,藉此減少 L2 快取所需的反應時間; AMD 的工程團隊也突破過去加大 L1 快取後導致下能下降,透過時鐘管理的方式與陣列變化方式維持加大 L1 快取後的效能;同時也藉由對 CPU 下一步工作進行預測的預存取功能以及強化預測分支的準確性,使整體效能大幅提升。

此外, Excavator 還是一套針對 15W TDP 最佳化的核心架構,相較過去架構在 15W 與 35W 下的效能落差,此次採用 Excavator 的 Carrizo 明顯在 15W 的核心運算效能提升不少,相較前一代在 15W TDP 設定時脈提升 39% ,IPC 效能提升 9-13% ,並在 Cinebench 效能相較前一代提升達 55% 。

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且在降低整體功耗方面,串流影音娛樂應用也是一大重點,此次 Carrizo 整合全新的 UVD6 影像硬體編解碼架構,可支援 H.265 的完整硬體,同時也具備 4K H.264 編碼的支援等等;尤其是許多影音網站開始支援 H.265 影像編碼格式的情況下,提供硬體解碼可降低播放影片的功耗。另一個重點是導入 Video Engine 電路架構,可透過硬體方式進行影像的縮放,無論是 4K 降到 FullHD 或是 FullHD 生頻到 4K 的縮放,都不再仰賴 CPU 運算,在全螢幕播放下可省下至少 500mW 的功耗。

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Carrizo 架構採用的 GPU 為最高 8GPU 的 GCN 3.0 架構,可支援 DirectX 12 Level 1.2 ,運算效能最高可達 819GFLOPs ;不過此次的重點在於 Carrizo 可滿足 HSA 1.0 規範,除了效能上滿足規範所需外,就是除了 hUMA (使 CPU 、 GPU 在運算中可相互呼叫、不需由 CPU 統籌運算)、 hQ 統一記憶體技術外,還加入針對運算時的頻寬預保留技術(運算任務優先頻寬搶佔),使記憶體可在同時進行影像與異質運算時先為占用較小頻寬的 HSA 運算保留充裕的通道。

同時相較 Caveri , Carrizo 在異質運算時由於讓八個 GPU 皆可進行定址,故異質運算時不像 Caveri 僅能發揮一半的可用頻寬, Carrizo 此次異質運算時能夠解放所有的頻寬。 AMD 的目標是希望藉由 HSA 1.0 技術的加持,能夠提供一些商業級的系統,同時兼具資料蒐集、運算分析以及渲染輸出,不需要透過三套獨立系統分別負責。

同時 Carrizo 的 GCN 3.0 也加入顏色壓縮的功能,以無損壓縮格式儲存禎緩衝的顏色數據。

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除了運算效能外, 8 核 GCN 3.0 架構帶來的遊戲效能也相當可觀,分別以 DOTA2 與 LOL2 特效全開的設定,分別以 35W TDP 設定的 FX8800P 以及 15W 設定的 A10 8700P 測試,效能比起前一代仍有長足的提升,對在 Full HD 下執行主流線上遊戲都能獲得一定水準的特效與遊戲順暢度。 

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且除了 GPU 效能提升外, AMD 此次也為了帶來更好的功耗效能比,在電源管理部分做了相當大的改變,首先是把 GPU 的電源管理獨立,不再與 CPU 還有其他的架構共用同一套系統;同時針對 GPU 內的架構以電源管理最佳化的方式,將工作配給工作效率最佳的管線,能夠將整體能源做更大幅度的有效應用,同時也與 Excavator CPU 架構同樣為 15W TDP 進行最佳化,相較 Kaveri 提升 65% 的整體效能。

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最後在安全性部分, Carrizo 透過整合 ARM 的 Cortex-A5 核心,以及搭配獨立的 SRAM ,做為基於 ARM TrustZone 之安全核心設計,也是 AMD 首度在高效能 APU 導入 TrustZone 技術。

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Carrizo 將會橫跨最高效能的 FX 系列、 A10 系列以及 A8 系列,至於 A6 與 A4 系列則由針對低功耗市場、基於 PUMA+ 核心的 Carrizo-L 系列 APU 擔當; Carrizo 產品目標以主流級筆電、 AIO 作為目標市場,強調具備強大的整體效能、首個具備完整 H.265 硬體解碼的筆電處理器,同時也提供 GPU 運算能力。

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