AMD Accelerated Processing Unit

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

AMD Accelerated Processing Unit (wcześniej jako AMD Fusion) – platforma procesorowa zaprojektowana wspólnie przez inżynierów AMD i dawnego ATI.

Historia[edytuj | edytuj kod]

Projekt AMD Fusion rozpoczął się w 2006 roku w celu opracowania układu scalonego, który łączy procesor z kartą graficzną na jednej matrycy. AMD uczyniło kluczowy krok w kierunku realizacji takiej wizji, kiedy w 2006 r. nabyło producenta chipsetu graficznego ATI[1]. Projekt wymagał trzech wewnętrznych iteracji koncepcji Fusion, aby stworzyć produkt uznany za warty wydania[1]. Przyczyny opóźnienia projektu obejmują trudności techniczne związane z połączeniem procesora i karty graficznej na tej samej matrycy w technologii 45 nm oraz sprzeczne poglądy na temat roli procesora i karty graficznej w projekcie[2].

APU pierwszej generacji do komputerów stacjonarnych i laptopów o nazwie kodowej Llano ogłoszono 4 stycznia 2011 r. na wystawie CES w 2011 roku w Las Vegas, a wkrótce potem nastąpiło jej wydanie[3][4]. Platforma zawierała rdzenie procesora K10 i procesor graficzny Radeon z serii HD 6000 na tej samej matrycy w gnieździe FM1. APU dla urządzeń małej mocy ogłoszono jako platformę Brazos, opartą na mikroarchitekturze Bobcat i procesorze graficznym z serii Radeon HD 6000 na tej samej matrycy[5].

Na konferencji w styczniu 2012 r. Phil Rogers ogłosił, że AMD dokona Rebrandingu platformy Fusion na Heterogeneous System Architecture (HSA), stwierdzając: "pasowałoby, aby nazwa tej rozwijającej się architektury i platformy była reprezentatywna dla całej społeczności technicznej, która jest liderem w tym bardzo ważnym obszarze rozwoju technologii i programowania.”[6] Jednak później ujawniono, że AMD miało wytoczony proces o naruszenie znaku towarowego przez szwajcarską firmę Arctic, która używała nazwy „Fusion” dla linii produktów zasilających,[7]

APU do komputerów stacjonarnych i laptopów drugiej generacji, o nazwie kodowej Trinity, zostało ogłoszone podczas Dnia Analityków Finansowych w 2010[8][9] i wydane w październiku 2012 r.[10] Ta platforma zawierała rdzenie procesorów Piledriver i rdzenie GPU z serii Radeon HD 7000 na gnieździe FM2.[11] AMD wydało nową APU w oparciu o mikroarchitekturę Piledriver 12 marca 2013 r. (dla laptopów i telefonów komórkowych) oraz 4 czerwca 2013 r. (dla komputerów stacjonarnych), a nazwa robocza brzmiała Richland[12]. APU drugiej generacji dla urządzeń o niskiej mocy, Brazos 2.0, używał dokładnie tego samego układu APU, ale działał z większą częstotliwością zegara i zmienił nazwę GPU na Radeon HD7000 i zastosował nowy układ kontrolera IO.

Układy półniestandardowe zostały wprowadzone w konsolach do gier Microsoft Xbox One i Sony PlayStation 4.[13] [14]

Trzecia generacja technologii została wydana 14 stycznia 2014 r., oferując lepszą integrację procesora z kartą graficzną. Wersja na komputery stacjonarne i laptopy nosi nazwę kodową Kaveri i została oparta na architekturze Steamroller, natomiast warianty małej mocy, o nazwie kodowej Kabini i Temash, bazują na architekturze Jaguar[15]. W listopadzie 2017 r. firma HP wydała Envy x360 z APU Ryzen 5 2500U, pierwszym APU czwartej generacji, z procesorem opartym na architekturze Zen i grafiką opartej na architekturze Vega[16].

Opis[edytuj | edytuj kod]

W skład platformy wchodzą wielordzeniowe procesory przeznaczone do:

  • netbooków "Ontario", "Wichita"
  • subnotebooków "Zacate", "Krishna"
  • notebooków i desktopów "Llano", "Trinity".
  • desktopów "Bulldozer".

Łączą one w sobie tradycyjną architekturę mikroprocesora CPU oraz karty graficznej GPU w jednym układzie scalonym APU.

Mostek północny "Hudson M2" obsługuje pamięci DDR3 1600 MHz, USB 3.0, 4X PCIe, 6SATA z RAID i CIR.

Premiera miała miejsce 4 stycznia 2011 roku, nowa platforma zastąpiła starszą AMD Eagle.

Parametry techniczne[edytuj | edytuj kod]

W tabeli przedstawiono parametry techniczne jednostek APU AMD.

nazwa kodowa Llano Trinity Richland Kaveri Carrizo Bristol Ridge Raven Ridge Picasso Desna, Ontario, Zacate Kabini, Temash Beema, Mullins Carrizo-L Stoney Ridge
Platforma Urządzenia stacjonarne i mobilne urządzenia mobilne
Wydany sierpień 2011 październik2012 czerwiec 2013 styczeń 2014 czerwiec 2015 czerwiec 2016 październik2017 styczeń 2019 styczeń 2011 Maj 2013 Q2 2014 Maj 2015 czerwiec 2016
mikroarchitektura CPU K10 Piledriver Steamroller Excavator "Excavator v2"[17] Zen Zen+ Bobcat Jaguar Puma Puma+[18] "Excavator v2"
Gniazdo FM1, FS1 FM2, FS1+, FP2 FM2+, FP3 FM2+[19], AM4, FP4 AM4, FP4 AM4, FP5 FT1 AM1, FT3 FT3b FP4
Wersja PCI Express 2.0 3.0 2.0 3.0
Technologia wykonania (nm) GlobalFoundries 32 SOI GlobalFoundries 28 SHP GlobalFoundries 14LPP GlobalFoundries 12LP TSMC 40 28
Powierzchnia matrycy (mm2) 228 246 245 245 250 210[20] 210 75 (+ 28 FCH) ~107 ? 125
Minimalna wartość TDP 35W 17W 12W 15W 4.5W 4W 3.95W 10W 6W
Maksywalna wartość TDP 100W 95W 65W 18W 25W
Max stock APU base clock (GHz) 3 3.8 4.1 3.7 3.8 3.6 3.7 1.75 2.2 2 2.2 3.2
Maksymalna liczba rdzeni APU 4 2 4 2
Maksymalna liczba wątków na rdzeń 1 2 1
struktura całkowita 3+3 2+2 4+2 1+1+1+1 2+2
Liczba FPU na rdzeń 1 0.5 1 1 0.5
Szerokość szyny FPU 128-bit 64-bit 128-bit
zestaw instrukcji (poziom SIMD) SSE3 AVX AVX2 SSSE3 AVX AVX2
Ilość danych L-1 cache na rdzeń (KiB) 64 16 32 32
Asocjatywność danych L-1 cache 2-drożna 4-drożna 8-drożna 8-drożna
Liczba instrukcji na rdzeń (L-1) 1 0.5 1 1 0.5
Maksmalny rozmiar instrukcji APU (L-1) (KiB) 256 128 192 256 64 128 96
Asocjatywność instrukcji L-1 cache 2-drożna 3-drożna 4-drożna 2-drożna 3-drożna
Ilość L-2 na rdzeń 1 0.5 1 1 0.5
Maksymalny całkowity rozmiar L-2 cache APU (MiB) 4 2 1 2 1
Asocjatywność L-2 cache 16-drożna 8-drożna 16-drożna
Całkowity rozmiar APU L-3 cache (MiB) N/A 4 N/A
Asocjatywność APU L3 cache 16-drożna
Schemat L-3 cache victim N/A victim
Obsługa DRAM DDR3 DDR3, DDR4 DDR4 DDR3L DDR4
Maksymalna prędkość transferu danych DRAM (MT/s) 1866 2133 2400 2933 1333 1600 1866 2400
Ilość kanałów DRAM 2 1
Maksymalne pasmo przenoszenia danych DRAM (GB/s) 29.866 34.132 38.400 46.932 10.666 12.800 14.933 19.200
Mikroarchitektura GPU TeraScale 2 (VLIW5) TeraScale 3 (VLIW4) GCN 2 generacji GCN 3 generacji GCN 5 generacji[21] TeraScale 2 (VLIW5) GCN 2 generacji GCN 3 generacji[21]
Zestaw instrukcji GPU zestaw instrukcji TeraScale zestaw instrukcji GCN zestaw instrukcji TeraScale zestaw instrukcji GCN
Maksymalna częstotliwość bazowego zegara APU (MHz) 600 800 844 866 1108 1250 1400 538 600 ? 847 900
Maksymalna moc GPU (GFLOPS) 480 614.4 648.1 886.7 1134.5 1760 1971.2 86 ? ? ? 345.6
Silnik 3D[22] Do 400:20:8 Do 384:24:6 Do 512:32:8 Do 704:44:16[23] Do 704:44:16 80:8:4 128:8:4 Do 192:?:?
IOMMUv1 IOMMUv2 IOMMUv1 colspan="2" ?
Dekoder Video UVD 3.0 UVD 4.2 UVD 6.0 VCN 1.0[24] UVD 3.0 UVD 4.0 UVD 4.2 UVD 6.0 UVD 6.3
Koder Video N/A VCE 1.0 VCE 2.0 VCE 3.1 N/A VCE 2.0 VCE 3.1
Technologia oszczędzania mocy GPU PowerPlay PowerTune N/A PowerTune[25]
TrueAudio N/A Tak[26] N/A Tak
FreeSync N/A 1
2
N/A 1
2
HDCP[27] ? 1.4 1.4
2.2
? 1.4
Liczba obsługiwanych monitorów[28][29] 2–3 2–4 3 3 (desktop)
4 (mobile)
2 3
/drm/radeon[30][31][32] Tak N/A Tak N/A
/drm/amdgpu[30][33] N/A Tak[34] Tak N/A Tak[34] Tak

Platformy APU[edytuj | edytuj kod]

Jednostki APU AMD mają unikalną architekturę: mają moduły CPU AMD, pamięć podręczną i dyskretny procesor graficzny, wszystkie na tej samej matrycy przy użyciu tej samej magistrali. Ta architektura pozwala na użycie akceleratorów graficznych, takich jak OpenCL, ze zintegrowanym procesorem graficznym. [35] TCelem jest stworzenie „w pełni zintegrowanego” APU, który według AMD ostatecznie będzie posiadał „heterogeniczne rdzenie” zdolne do automatycznego przetwarzania zarówno CPU, jak i GPU, w zależności od wymagań obciążenia[36]

Procesory graficzne oparte na architekturze TeraScale[edytuj | edytuj kod]

Architektura K10 (2011): Llano[edytuj | edytuj kod]

AMD A6-3650 (Llano)

APU pierwszej generacji, wydany w czerwcu 2011 roku, był używany zarówno na komputerach stacjonarnych, jak i laptopach. Został oparty na architekturze K10 i zbudowany w technologii 32 nm, obejmującej od dwóch do czterech rdzeni procesora o wartości TDP rzędu 65-100 W, oraz zintegrowaną grafikę opartą na serii Radeon HD6000 z obsługą DirectX 11, OpenGL 4.2 i OpenCL 1.2. Po porównaniu wydajności z podobnie wycenionym procesorem Intel Core i3-2105, Llano został skrytykowany za słabą wydajność procesora[41] lecz otrzymał chwały za lepszą wydajność GPU.[42] [43] AMD zostało później skrytykowane zarezygnację z Socket FM1 po jednej generacji.[44]

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. a b The rise and fall of AMD: A company on the ropes (ang.). 23 kwietnia 2013.
  2. William Van Winkle: AMD Fusion: How It Started, Where It’s Going, And What It Means (ang.). 13 sierpnia 2012.
  3. AMD: AMD Fusion APU Era Begins (ang.). 4 stycznia 2011.
  4. Jon Stokes: AMD reveals Fusion CPU+GPU, to challenge Intel in laptops (ang.). Ars Technica, 8 lutego, 2010. [zarchiwizowane z tego adresu (10 lutego 2010)].
  5. A closer look at AMD's Brazos platform (ang.).
  6. AMD ditches Fusion branding (ang.).
  7. AMD targeted by Arctic over Fusion brand (ang.).
  8. Cyril Kowaliski: AMD begins shipping Brazos, announces Bulldozer-based APUs (ang.). The Tech Report, 9 listopada 2010.
  9. Rick Bergman: AMD 2010 Financial Analyst Day (ang.). Advanced Micro Devices, Inc., 9 listopada 2010. [zarchiwizowane z tego adresu (18 stycznia 2016)].
  10. AMD reveals its 2012-2013 roadmap, promises 28 nm chips across the board by 2013 (ang.). Engadget, 2012-02-02.
  11. Adrian Kingsley-Hughes: Building an AMD 'Trinity' desktop PC - ZDNet (ang.).
  12. AMD launches "Richland" A-Series APUs: slight speed bump, better power management - TechSpot, www.techspot.com [dostęp 2020-01-05] [zarchiwizowane z adresu 2013-07-19] (ang.).
  13. John Taylor: AMD and The Sony PS4. Allow Me To Elaborate. (ang.). 2013-02-21. [zarchiwizowane z tego adresu (2013-05-26)].
  14. XBox One Revealed (ang.). Wired, 2013-05-21.
  15. Darren Murph: AMD announces Temash, Kabini, Richland, and Kaveri APUs at CES 2013 (video) (ang.).
  16. Jacob Ridley: AMD Raven Ridge - Ryzen Mobile release date, specs, and performance (ang.). 15 listopada 2017. [dostęp 2017-11-30].
  17. AMD Announces the 7th Generation APU: Excavator mk2 in Bristol Ridge and Stoney Ridge for Notebooks (ang.). 31 maja 2016.
  18. The Mobile CPU Comparison Guide Rev. 13.0 Page 5 : AMD Mobile CPU Full List (ang.). TechARP.com.
  19. modele APU: A8-7680, A6-7480. Modele CPU: Athlon X4 845.
  20. The Mobile CPU Comparison Guide Rev. 13.0 Page 5 : AMD Mobile CPU Full List (ang.). TechARP.com.
  21. a b AMD VEGA10 and VEGA11 GPUs spotted in OpenCL driver (ang.). VideoCardz.com.
  22. Zunifikowane modele modułów cieniujących, jednostki mapowania tekstur, jednostki renderujące
  23. Zen Cores and Vega: Ryzen APUs for AM4 – AMD Tech Day at CES: 2018 Roadmap Revealed, with Ryzen APUs, Zen+ on 12nm, Vega on 7nm (ang.). Anandtech, 1 lutego 2018.
  24. Radeon VCN Encode Support Lands in Mesa 17.4 Git (ang.). Phoronix, 17 listopada 2017.
  25. Tony Chen. AMD's Graphics Core Next (GCN) Architecture. (ang.). [dostęp 13 sierpnia 2016]. 
  26. A technical look at AMD's Kaveri architecture (ang.). Semi Accurate.
  27. Do odtwarzania chronionej zawartości wideo wymagana jest także obsługa karty, systemu operacyjnego, sterownika i aplikacji. Do tego potrzebny jest również kompatybilny wyświetlacz z technologią HDCP. HDCP jest obowiązkowy do odtwarzania niektórych formatów audio, co nakłada dodatkowe ograniczenia na konfigurację multimediów.
  28. Aby zasilać więcej niż dwa monitory, dodatkowe panele muszą mieć natywną obsługę DisplayPort. Alternatywnie można zastosować przejściówki z DisplayPort na DVI / HDMI / VGA.
  29. How do I connect three or More Monitors to an AMD Radeon™ HD 5000, HD 6000, and HD 7000 Series Graphics Card? (ang.). AMD.
  30. a b DRM (Direct Rendering Manager) jest składnikiem jądra Linuxa. Dane zawarte w tabeli dot. obsługi najnowjszej wersji
  31. DisplayPort supported by KMS driver mainlined into Linux kernel 2.6.33 (ang.). 26 listopada 2009.
  32. Radeon feature matrix (ang.).
  33. XDC2015: AMDGPU (ang.). 16 września 2015.
  34. a b Michel Dänzer: [ANNOUNCE xf86-video-amdgpu 1.2.0] (ang.). 17 listopada 2016.
  35. APU101_Final_Jan 2011.pdf
  36. Anand Lal Shimpi: AMD Outlines HSA Roadmap: Unified Memory for CPU/GPU in 2013, HSA GPUs in 2014 (ang.). AnandTech.
  37. AMD Llano core (ang.). Cpu-world.com, 2014-03-17.
  38. a b c d The programmer's guide to the APU galaxy (ang.).
  39. a b c d AMD Outlines HSA Roadmap: Unified Memory for CPU/GPU in 2013, HSA GPUs in 2014 (ang.).
  40. a b AMD Fusion Architecture and Llano (ang.).
  41. Anand Lal Shimpi: The AMD A8-3850 Review: Llano on the Desktop (ang.). Anandtech, 30 czerwca 2011.
  42. Conclusion - AMD A8-3850 Review: Llano Rocks Entry-Level Desktops (ang.). 30 czerwca 2011.
  43. Anand Lal Shimpi: The AMD A8-3850 Review: Llano on the Desktop (ang.). AnandTech.
  44. Anand Lal Shimpi: AMD A10-5800K & A8-5600K Review: Trinity on the Desktop, Part 1 (ang.). AnandTech.