Комп'ютерні новини
Всі розділи
ISSCC 2015: APU AMD Carrizo у розрізі енергоефективності
З 22 по 26 лютого в Сан-Франциско проходить масштабна конференція IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) 2015. Компанія AMD також є активним її учасником. У рамках конференції вона провела цікаву презентацію, присвячену енергоефективним технологіям, інтегрованим в APU AMD Carrizo.
Для початку нагадаємо, що серія AMD Carrizo дебютує цього року на ринку мобільних платформ. Її рішення побудовані на основі 28-нм мікроархітектур AMD Excavator (процесорні ядра) і AMD GCN (графічні ядра) із застосуванням дизайну SoC. Тобто на одній мікросхемі вмістилися ще й контролери, відповідальні за роботу периферійних інтерфейсів. Більше того, в APU AMD Carrizo вбудований також ARM-криптопроцесор AMD Secure Processor, який реалізує переваги технології ARM TrustZone, з якою ми вже познайомилися в рамках презентації APU AMD Mullins і AMD Beema. Додамо до цього підтримку новітніх технологій (AMD Mantle, DirectX 12, HSA 1.0) і на виході вийде дуже привабливий продукт для мобільних систем.
Причина, через яку компанія AMD так наполегливо розвиває концепцію APU, досить проста й криється в їхній універсальності. Справа в тому, що деякі програми більш раціонально обробляти за допомогою процесорних ядер. Інші швидше виконуються при задіюванні графічного адаптера. Завдяки набору технологій HSA 1.0 моделі серії AMD Carrizo можуть оперативно змінювати баланс задіяних ресурсів для досягнення оптимального рівня продуктивності в будь-якому додатку (звичайно ж, за умови оптимізації його програмного коду).
Але для підвищення рівня продуктивності цього недостатньо, враховуючи, що далеко не всі розробники бажають оптимізувати програмний код своїх продуктів. Тому без традиційного поліпшення мікроархітектури в APU AMD Carrizo не обійшлося.
Використання дизайну SoC передбачає збільшення кількості структурних компонентів на самому кристалі. У таких випадках доречним буде перехід на більш тонкий техпроцес для розташування всіх необхідних вузлів без збільшення загальної площі кристала. Однак з невідомих нам причин цього не відбулося, тому інженерам AMD довелося оптимізувати мікроархітектуру AMD Excavator для звільнення додаткового місця.
Вихід був знайдений у переході від дизайну High Performance Library до High Density Library. Фахівці побачили, що деякі блоки займають дуже багато вільного простору. Якщо їх потіснити, то вдасться звільнити необхідне місце для чіпсеті. У результаті такого підходу планувальник обчислень із плаваючою комою зайняв на 38% менше простору, а блоки FMAC і I-Cache Control – на 35%. Також була змінена структура стека. Усе це привело до економії 23% площі кристала й зниження споживаної потужності. На 18% зменшилися витоки енергії, що дозволило на 10% збільшити частоту вбудованих графічних ядер або ж при аналогічній частоті зменшити енергоспоживання на 20%. Більше того, кількість ядер GPU тепер збільшилася до 8.
Ще одним позитивним моментом стала інтеграція технології AMD Voltage Adaptive, яка допомагає процесорним і графічним ядрам додатково заощадити до 19% і 10% енергії відповідно. Враховуючи, що ми говоримо про мобільні рішення, призначені для ноутбуків і планшетів 2-в-1, то підвищена їхня енергоефективність означає більший час автономної роботи.
Значна увага приділена й оптимізації показника продуктивність / ват. Для цього в структуру APU інтегровано 10 AVFS-модулів. Вони дозволяють одержати точні характеристики (частоту, температуру, споживану потужність) ключових блоків усього процесора й використовувати ці дані для більш ефективних розрахунків оптимальної їхньої продуктивності при заданому діапазоні енергоефективності. Тобто одержуючи більш точну інформацію від кожного блока, система може використовувати їхні можливості максимально ефективним чином.
Не забули й про режим очікування. В AMD Carrizo інтегрований режим «S0i3». При його активації відключаються практично всі блоки APU, що знижує споживану потужність до 50 мВт. Наприклад, у звичайному режимі очікування цей показник досягає 1,5 Вт.
Як обіцяють розробники, AMD Carrizo – це черговий великий крок на шляху до досягнення їхньої глобальної мети: 25-кратне поліпшення енергоефективності мобільних APU до 2020 року. Як видно з діаграми, у запасі в них є ще дуже багато технологій і сфер їх застосування, тому зазначені показники вже ніяк не підпадають під категорію «абстрактні мрії».
На завершення коротко підсумуємо всі отримані факти:
- використання дизайну High Density Library дозволило на 29% збільшити кількість транзисторів у порівнянні з попереднім поколінням при використанні того ж 28-нм техпроцесу;
- мікроархітектура AMD Excavator дозволила збільшити на 5% кількість виконуваних інструкцій за такт, зменшити на 40% споживану потужність і скоротити на 23% займану площу;
- підтримка декодера H.265 дозволила в 3,5 рази збільшити швидкість кодування мультимедійного контенту;
- інтеграція нових технологій дозволила на 20% зменшити енергоспоживання графічного адаптера й збільшити кількість доступних ядер GPU до 8;
- продуктивність і енергоефективність нових APU зросла на десятки відсотків.
