AMD的“挖掘机” Carrizo APU移动平台浅析

软件先锋 2015-08-11 09:47网络整理点击: 标签:

2015年的CPU平台格外热闹,英特尔方面让Broadwell和Skylake两代平台“同台竞技”,而AMD也祭出了最新一代Carrizo APU平台。而我们本文的主角,就锁定在了AMD家族的新成员身上。

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“Carrizo”是什么

我们都知道,Broadwell和Skylake分别是英特尔第五代和第六代酷睿处理器的代号名称,而“Carrizo”,则是AMD最新第六代A系列APU平台的名字(图1),也就是继Trinity、Richland和Kaveri平台之后,AMD将在2015年与英特尔争抢“移动阵地”的主力军(表1)。没错,Carrizo只有针对笔记本/变形本定制的移动版,而不会影响到AMD在台式机领域的固有格局。

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Carrizo的意义在于“真融合”

早在AMD刚刚并购ATI时就提出了“AMD Fusion”(融合计划),而AMD最早的计划仅仅是将北桥芯片集成到CPU中,并将原本需要依赖CPU处理的任务交给GPU处理。限于工艺和技术的制约,AMD将融合计划具体划分为四步,在经历Llano的物理整合、Trinity/Richland互联增强、Kaveri统一寻址的铺垫之后,2015年的Carrizo终于在架构、OS、加速计算等各个方面实现了CPU/GPU的真正融合与异构计算,并符合HSA 1.0异构系统架构的标准(图2)。

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简单来说,通过HSA异构计算,可以让APU的CPU和GPU共享存储空间,从而使CPU能直接存取GPU的存储位址,即实现内存统一寻址。该技术的最大优势在于CPU和GPU能更灵活的调度资源、提升计算效能、大幅降低因独立内存寻址带来的延迟效应。此外,通过HSA1.0体系还能融合不同厂商的芯片优势,而CPU/GPU协作运算也将使得移动设备的功耗明显降低。

实际上,Carrizo APU的物理形式也体现了“真融合”的特性。具体来说,Carrizo APU虽然沿用了28nm的制程工艺,但却在晶片封装面积几乎相同的情况下比上代Kaveri APU增加了约29%的晶体管,通过压缩CPU和部分模块的面积,将南桥芯片也整合其中(图3),实现了真正意义的SoC单芯片系统,不仅提高了集成度,还能有效降低系统复杂度和成本,帮助OEM厂商进一步压缩产品的体积。

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Carrizo APU在性能上的改进主要体现在将CPU架构替换成了“挖掘机”(Excavator),作为“推土机”架构大家族的第四代成员,挖掘机的理论性能自然要在Kaveri APU所使用的压路机之上。此外,Carrizo APU还将GPU升级到了第三代GCN架构,针对HSA异构计算进行优化,比Kaveri APU增加了33%以上的计算单元,同时还提供了对HEVC/H.265 硬件解码的支持,能在更低功耗的前提下实现流畅的4K超高清视频体验。

重点在于节能减排

Carrizo APU在功耗的优化上做出了更多的努力。比如,挖掘机CPU集成了更多的适应性电压与频率感应模块,可更精准地监控实时电压变化,在安全电压和温度范围内全面优化性能;第三代GCN GPU的漏电率在高密度功耗优化后降低了18%,再结合其它改进可实现同等功耗下频率提升10%,或者同等频率下功耗降低20%;在电源管理方面支持电压自适应运行技术,可以让CPU、GPU部分分别节省最多19%、10%的功耗(图4);新增的S0i3待机状态功耗不足50毫瓦,秒杀传统S3待机状态的1.5W。

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“第六代A系列APU号称是有史以来最全能的笔记本电脑处理器,它比上一代产品电池续航时间提升高达2倍,而游戏性能是同类竞品的2倍”,这是AMD官方对Carrizo APU的描述(来自北京的技术沟通会)。通过前面的介绍,Carrizo APU看起来真的不错,那它到底值得我们期待吗?

理性看待Carrizo

Carrizo APU的最核心优势源于HSA异构计算,但在才操作系统和第三方软件对其完美支持之前,在绝大多数应用环境下我们享受不到这个基础的好处。

Carrizo APU的制程工艺依旧是28nm,这意味着它在频率上很难有所提高,而AMD此次将重心放在了GPU和节能的改善上,所以我们就别指望Carrizo APU的CPU性能能有太多提升了。而CPU运算性能一直是英特尔的强项,要知道酷睿i3就能媲美AMD FX级别的APU。

官方称Carrizo APU的游戏性能是同类竞品的2倍,而双显卡交火还能再次拔高游戏动力(图5)。但请不要忘记,凡是英特尔平台的笔记本大都还会配备独立显卡,足以弥补自身集显性能的缺陷,而AMD平台笔记本则多以中低端独显作为与集显交火的伴侣,二者联合后依旧难以撼动中高端独显的地位,而且还得看显卡驱动和游戏优化的脸色(如果驱动优化不好,部分游戏在双显卡时速度反而会降低)。

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而最令Carrizo APU尴尬的地方在于,英特尔第六代酷睿处理器平台Skylake属于Tock一环,不仅改用效能更高的架构,第二代14nm工艺还能进一步降低功耗。据悉,Skylake SoC处理器将比Broadwell-Y系列(酷睿M)还要节能60%,1080P视频播放时间可延长30%。换句话说,AMD好不容易积累起的节能技术,在英特尔的工艺优势面前可能全面溃败。