AMD Llano: обзор архитектуры нового поколения APU Fusion

В середине мая компания AMD собрала журналистов ведущих мировых изданий в Абу-Даби – столице Объединенных Арабских Эмиратов, чтобы заранее (до официального анонса оставался почти месяц) рассказать о новом поколении платформы Fusion известном на тот момент только под кодовым именем Llano. Место для проведения технических сессий было выбрано очень необычное – пресс-центр расположенной в окрестностях Абу-Даби гоночной трассы Yas Marina Circuit. Необычное, но, разумеется, совсем не случайное. Компания AMD тесно сотрудничает с гоночной командой Scuderia Ferrari чемпионата «Формула-1». А именно на трассе Yas Marina Circuit проводится один из этапов чемпионата – Гран-при Абу-Даби. Да и недавно открывшийся огромный развлекательный центр Ferrari World расположен по соседству – в пределах прямой видимости – с трассой. Все это, очевидно, должно было напоминать приглашенным журналистам о партнерстве AMD и Ferrari. А также о скорости – во всех ее проявлениях.

...но большую часть времени по треку проносятся спортивные болиды

Впрочем, если посмотреть на вещи более глобально, то найдется еще одно объяснение. Именно здесь, в Абу-Даби, расположена штаб-квартира инвестиционного фонда, ставшего одним из основателей GLOBALFOUNDRIES – некогда производственного подразделения AMD, а теперь самостоятельной, но все еще сохраняющей очень тесную связь с AMD компании. Нет никаких сомнений, что именно GLOBALFOUNDRIES займется производством APU Llano. Кстати, в данный момент на GLOBALFOUNDRIES работает уже более 11 000 сотрудников. Расположенные в Сингапуре, Дрездене и Нью-Йорке фабрики выпускают 300- и 200-мм пластины, а на 2012 год запанирован старт производства по 28-нм проектным нормам. В Абу-Даби пока что нет производств GLOBALFOUNDRIES, но уже принято решение и в ближайшие годы завод компании появится и здесь, неподалеку от международного аэропорта. Стоит ли объяснять, что выбор Абу-Даби в качестве места для технической презентации Llano показывает, насколько этот продукт важен для альянса AMD и GLOBALFOUNDRIES?

Теперь, когда новые APU анонсированы официально, мы можем подробнее рассказать об их архитектуре. В этом материале мы коснемся только теоретической части, а с результатами тестирования первого устройства на базе Llano, побывавшего в нашей лаборатории, вы можете ознакомиться в обзоре моего коллеги.

⇡#Llano – Fusion серии А

Чипы Llano – это ключевой элемент новой платформы Sabine, представляющей собой следующий этап эволюционного развития архитектуры Fusion. По данным AMD, к 2014 году 75% настольных ПК и 85% ноутбуков будут построены на базе процессоров со встроенным графическим ядром – GEM (Graphics-Enabled Microprocessors) в терминологии компании.

Помимо APU Llano в состав платформы Sabine входит также контроллер ввода-вывода FCH (Fusion Controller Hub). Кроме того, системы, построенные на базе Sabine, могут оснащаться дополнительным внешним (по отношению к APU) графическим контроллером серии Vancouver. Достаточно широкий ряд модификаций APU, FCH и дополнительных графических контроллеров позволяет создавать большое количество комбинаций. Что в свою очередь позволит изготовителям готовых решений предложить пользователям системы самого разного уровня – от настольных ПК и мощных мобильных компьютеров до компактных ноутбуков с максимальным временем автономной работы.

При продвижении новой платформы AMD делает упор на три ключевые особенности. Декларируются высокая производительность ЦП, сравнимая с дискретными контроллерами мощность графической подсистемы APU и энергоэффективность, позволяющая создавать системы, которые обеспечивают более 10 часов автономной работы. Во время технических сессий представители компании возвращались к вышеприведенному слайду около пяти раз, но мы, конечно, так делать не станем.

Модельный ряд APU Llano для мобильных компьютеров состоит из семи различных модификаций, что позволит составить конкуренцию решениям Intel во всех сегментах. Версий FCH предусмотрено две: A60M и A70M. Различаются они в основном конфигурацией контроллера USB – старшая модификация обеспечивает работу четырех портов USB 3.0, в то время как младшая позволяет использовать только USB 2.0.

⇡#Процессорная архитектура

Рассмотрим подробнее архитектуру чипов Llano на примере старшей модели. Изготавливаемый по 32-нм проектным нормам чип состоит из следующих блоков: четырех (у младших моделей – двух) процессорных ядер, выделенных 1-Мбайт кешей L2 для каждого ядра, двухканального контроллера памяти DDR3, графического ядра, универсального видеодекодера и контроллера шины PCI Express. Последний обеспечивает работу до 24 линий PCIe: до 16 может использовать внешняя графика, еще 4 заняты для подключения FCH, оставшиеся 4 – для других устройств. Чипы будут поставляться в двух вариантах корпусировки – FS1 для ноутбуков и FM1 для настольных ПК.

Процессорные ядра имеют ряд усовершенствований по сравнению с предыдущим поколением APU. Среди них стоит отметить увеличившиеся кеши L2, улучшенный предсказатель ветвлений, а также технологию Turbo Core второго поколения.

Доработкам подвергся и контроллер памяти. Он способен работать с ОЗУ объемом до 32 Гбайт (в модификации FS1, FM1 – до 64 Гбайт), поддерживает модули памяти DDR3-1600 (FM1 – DDR3-1866). Кроме того, он обеспечивает графической подсистеме быстрый доступ к системной памяти – ПСП составляет 25,6 Гбайт/с в мобильном варианте (29,8 Гбайт/с у FM1).

Развитая система управления питанием позволяет динамически отключать процессорные ядра (по отдельности или парами), графическое ядро и блок видеодекодера. А новое поколение системы Turbo Core позволяет увеличивать частоту отдельных ядер сверх номинала – вплоть до 2,6 ГГц при номинальных 1,9 ГГц у старшей модели. Представители AMD отметили, что в отличие от конкурентов они используют в кристалле цифровые, а не аналоговые датчики температуры и силы тока.

⇡#Графическая архитектура

Графический кластер APU Llano, без сомнения, самое производительное в настоящий момент из встроенных в ЦП решений на рынке. Он совместим с DirectX 11, позволяет использовать дополнительную видеокарту, объединяя вычислительную мощность графических контроллеров, и поддерживает 3D-функции. Кроме того, он может быть использован для дополнительных вычислений при помощи OpenCL.

В старшей модификации графический кластер включает 400 графических конвейеров (100 потоковых процессоров по 4 ядра) и работает на частоте 444 МГц. Его производительности хватает даже для вполне современных игр, в частности во время презентации была продемонстрирована работа игры Dirt3 на системе с APU Llano.

Ядро под кодовым названием Sumo представляет собой доработанный ГП Redwood, используемый в дискретных видеокартах компании. Его главное достоинство и отличие от конкурирующих решений – полная поддержка функций DirectX 11. Кроме того, стоит отметить и качественную фильтрацию текстур, в том числе 24x мультисемплинг и 16х анизотропную.

Универсальный видеодекодер (UVD) позволяет обрабатывать все наиболее распространенные форматы и предлагает такие функции, как, например, Steady Video – автоматическую компенсацию дрожания снятого «с рук» видео.

Так как при одновременном использовании встроенного и дополнительного графического контроллера (режим Dual Graphics) достигается увеличение производительности, маркетинг AMD решил ввести дополнительные обозначения для таких комбинированных систем. Они состоят из привычного индекса из четырех цифр и суффикса G2, обозначающего использование двух графических ядер. Система получилась совершенно запутанная, но главный принцип (больше индекс – выше производительность), к счастью сохранился.

Джон Тейлор (John Taylor) − директор по маркетингу продуктов AMD. Если вы запутались в названиях и обозначениях, то вот человек, который вас запутал

На этом заканчиваем теоретическую часть рассказа об архитектуре Llano – пора ознакомиться с его возможностями на практике. В завершение остается лишь добавить: как уже было сказано выше, Llano предназначены не только для мобильных компьютеров, так что совсем скоро нас ждут еще анонсы в рамках архитектуры Fusion.