笔记本处理器Carrizo AMD第六代APU技术

出处:中关村在线 发布于:2015-07-14 17:41:38

  在Computex  2015上,AMD正式推出了代号为“Carrizo”的第六代A系列处理器。随着产品的正式发布,这些技术细节也得到了公布。“Carrizo”被称作是有史以来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。通过支持HEVC/H.265  硬件解码加速实现流畅的4K超高清视频。

  全新第六代APU特点概述

  首款使用系统级芯片(SoC)设计的Carrizo高性能APU,拥有多项业界技术创新的:首款支持HEVC硬件解码的主流笔记本电脑高性能APU,也是首款支持异构系统架构HSA  1.0的高性能APU,还是首款支持ARM?TrustZone?的高性能APU。

  新杀手锏Carrizo AMD第六代APU技术详解

  AMD第六代A系列处理器——CARRIZO

  新一代Carrizo APU基于AMD“挖掘机”和第三代次世代图形(GCN)架构设计,提供多达12个计算(4个CPU +  8个GPU)。可达上一代产品两倍的电池续航时间,同时提供了可达竞品两倍的游戏性能,通过异构系统架构(HSA)实现创新计算体验,并且提供支持DirectX?  12的高端Microsoft? Windows? 10体验。

  卓越的流媒体娱乐体验

  AMD第六代A系列处理器首次为笔记本电脑带来了HEVC/H.265,从而让消费者相较于传统的H.264视频享受到质量更高、更低带宽要求的流媒体视频播放体验。

  享受的娱乐图像质量,包括通过基于视频稳定技术的AMD完美图像技术实现对超高清视频的支持。

  得益于高能效播放,单次充电即可提供几乎可达上一代产品两倍的观看时间。

  媒体转换更快,与仅仅使用CPU相比拥有高达五倍的加速编码性能。

  流畅的网络游戏体验

  AMD第六代A系列处理器拥有媲美独显的内置显卡,凭借AMD Radeon?次世代图形(GCN)架构提供了可达竞品两倍的游戏性能。

  享受真正的高清笔记本游戏体验,可以畅玩的热门网络游戏包括《DOTA2》、《英雄联盟》、《反恐精英:攻势》等。

  在不接通电源的情况下可以畅玩数小时的电竞游戏,电池续航时间比上一代高出将近两倍。

  得益于AMD第六代笔记本电脑处理器与精选的AMD Radeon?R7移动显卡组建的AMD双显卡交火,游戏帧数的提升达42%。

  凭借AMD FreeSync?技术享受无卡顿、无撕裂的流畅游戏体验。

  为未来做好了准备,支持DirectX?12、Vulcan?、AMD Mantle等多线程API,使用旨在提升性能和视效保真的游戏技术。

  新杀手锏Carrizo AMD第六代APU技术详解

  CARRIZO 详细参数

  创新的计算体验

  AMD第六代A系列处理器超凡地提供了多达12个计算(4个CPU +  8个GPU)*,从而在计算密集型工作负载中提供了可达竞品解决方案两倍的性能。

  AMD手势控制支持主流笔记本电脑,用户轻松挥挥手就能够浏览和控制他们11,而无需额外的成本。

  带来完整的微软Windows? 10体验:AMD第六代A系列处理器凭借支持原生HEVC解码,在即将推出的Windows?  10操作系统中可以加速视频播放,并通过首次在高性能APU应用AMD安全处理器,实现对安全引导和恢复、TPM2.0以及驱动密钥加密等的Windows?  10特性的支持。

  大跨步提升 技术细节详细解析

  对于Carrizo来说,在AMD的“25x20能效计划”中,是值得记住的提升,因为它跟上一代相比有了2.4倍的能效提升,远超计划中的1.7倍。

  新杀手锏Carrizo AMD第六代APU技术详解

  能效的飞跃

  挖掘机是AMD用于Carrizo产品上的新一代X86的代号。对比上一代压路机的硅片面积,挖掘机的硅片面积减少了很多。而一般来说,如果在不迈进下一个制程节点的情况下,实现面积减少,很可能就会降低性能,但实际上Carrizo性能并没有减少,反而增加了。这是由于AMD采用了更高密度的“晶体管库”形式的设计,减少面积。

  通过工艺改造,能够把面积缩小约26%到35%。由于面积更小,所以这些晶体管之间的距离就更紧凑,如果能够提高每时钟周期指令数,在运算过程中就能够降低功耗。

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  高密度库设计

  上图可以看到,蓝色的是新一代Carrizo,紫线是Kaveri,比较主流的15W到25W笔记本APU的功耗段上,实现了大概10到12W的功耗降低。

  而为了实现性能上的提升,Carrizo提升了缓存的性能,增加了一倍的数据缓存的面积,这曾是上一代设计方面的瓶颈。其次,Carrizo拥有更好的分支预测,能够在CPU上对于下一拨要来的数据量做智能化预测。通过这样的优化,能够减少CPU等待数据时间,提高整体性能。第三,Carrizo降低了二级缓存的延迟时间,从原来的19时钟周期降到了18时钟周期,大概提升一个时钟周期的延迟时间。此外,Carrizo还加强了分支预测的准确性,大家知道分支预测是影响功耗的重要因素。AMD希望分支预测更加理性,不会做大量的无用功去执行错误或无效的分支预测,在这个过程中,就能够提高性能。

  AMD也更新了指令集和在ModernStandby方面做了优化。Modern  Standby意思是能够缩短读取CPU的时间,能够让过程更快。终,Carrizo在每时钟周期指令数方面的提升保持在了4%到15%之间,提升幅度取决于具体的工作负荷和运算的频率。

  综合来看,Carrizo有一个非常巨大的综合能力提升,而且是专门针对主流15瓦功耗的笔记本设计,在关键行业软件基准测试超过上一代产品高达55%的性能提升。

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  GCN架构

  Carrizo有8个第三代GCN,512KB的共享二级缓存,更优化的曲面细分性能。HSA能够让所有的运算单元共享虚拟的存储空间。在性能提升方面,增加了缓存的面积,可以更好地利用GCN。

  在HSA架构中,把上下文转换引入到了GPU中。GPU有两类处理任务,一类图形,一类是图形计算。图形的上行下行数据是非常巨大的,存储需要很长时间,所以把这一部分任务空间释放,进行图形计算,它被称为“任务预抢占”。在图形计算方面,上下文转换的数据是比较小的,所以可以像在CPU中一样,把它们进行存储,让所有的GPU计算共享GPU的。

  新杀手锏Carrizo AMD第六代APU技术详解

  HSA改变设计流程

  现在的系统设计一般是CPU有搭载非常大的内存,然后GPU非常小。在电影行业里面去编辑一部影片的时候有一个两难的境地,要么是选择其中的一个片断,一帧一帧的去做比较深度、细节的渲染。或者用比较低的不注重细节、细腻感的渲染方式去对比较长的片断来渲染。

  而HSA的一个特点就是更扁平、更宽的寻址空间,所以每个任务可以调取这样的地址,能够让空间被打开。有了HSA可以不用损失掉细节,也不用只是一帧一帧地来做渲染。可以把原来想要达到的效果,通过机器就能够来实现,可以看到整个全局。有了HSA,可以让艺术家保持十分清楚的理念,对于整部影片能够按照自己的思路来做编辑。

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  HSA为工业设计带来更高的效率

  工业设计方面,现在一般的做法就是用计算机辅助设计系统,首先画出草图,然后去选择材质。要把数据拿到大的计算机,比如说到服务器上去做进一步的分析,看做的设计是否合理。比如选择的金属材料是否合适,在设计里面的方方面面包括压力、温度指标是否能够达标。所以是分两步走的做法,要有设计的草图,然后去验证设计的合理性。

  有了HSA,就可以在一台机器上实现。一方面可以在前台做3D图形的设计,在后台就可以对设计出来的草图去做合理性的验证和分析。比如说关于设计是否考虑周全,是否选择了合适的金属材料,这些在一台机器上都可以实现了。通过这种办法就能够让设计师有更加明确的目标感,同时在工作效率方面也可以提升。

  视频体验是亮点 轻松上4K

  对于大部分的PC用户来讲,视频是一个非常重要的应用方面,因为大家用PC可能会看视频内容、制作视频、开视频会议等等各种各样的应用。

  在图形显示方面,将GPU图形的硬件设计理念,沿用到了显示方面,在此基础上,能够实现更优化的视频播放,并且功耗更低。因为在视频播放的时候,在后台会有一个额外的视频处理通道,确保视频播放能够更有效的执行,这个新的通道叫做底层支持。

  根据整条的传输路径,从UVD到显卡,再由显卡到显示器,视频可以有两种不同的处理方式。可以把原始视频内容的分辨率进一步扩大,增大图像分辨率。也可以对原始视频进行压缩,降低图像的分辨率,这两种视频格式都可以输出。

 

  新杀手锏Carrizo AMD第六代APU技术详解

  视频播放功耗更低

  Carrizo APU播放1080P的视频时,可以实现超过500mW的功率节省。

  与前身相比,UVD  6.0也是侧重功效的提升,有更多的计算能力来处理4K内容。由于解码带宽的增加,CarrizoAPU在1080P的视频解码方面,所需要的时间只是上一代Kaveri  APU的1/4,在帧与帧之间可以空余出更多的时间使机器处于闲置状态,从而降低功耗。

  凭借在创新电路、固件和软件方面的工作,Carrizo能够充分利用帧与帧之间闲置的3/4的时间,使整个处理器、运算单元处于关停状态,将其转变为极大的功耗节省。这种动态的UVD电源门控、功耗管理,能够为视频播放再增加半小时的续航时间。

  视频播放的电池续航时间大幅增加,Carrizo为高清视频实现了超过50%的平台功耗降低,其中有超过60%是来自于Si功率降低。

  新杀手锏Carrizo AMD第六代APU技术详解

  续航大幅提升

  在实际的应用方面,AMD充分考虑用户需求,与中国的视频播放器厂商迅雷和暴风影音合作,基于支持HEVC/H.265硬件解码的Carrizo  APU,开发出可以流畅播放4K高清视频的播放器。

  新杀手锏Carrizo AMD第六代APU技术详解

  出色的本地化推进

  AMD图形性能方面的功力不仅体现在高清视频播放方面,在游戏的视觉效果方面同样能够为用户带来前所未有的感受。第六代A系列高性能移动加速处理器Carrizo率先实现HEVC/H.265标准,可以在同样的带宽下为用户提供更高质量、更稳定的高清网络视频。同时,只相当于以往一半的视频解码功耗,为笔记本电脑的视频播放带来更长的电池续航时间。

  总结:

  总的来说,全新的第六代APU——Carrizo,在能效方面的提升让人惊叹,在大幅降低功耗的同时,带来了全新高性能表现,同时在安全、视频播放等多个领域,有着独到的特色功能。

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