AMD mengungkapkan pada Konferensi Sirkuit Solid State State International (ISSCC) yang bergengsi bahwa A-Series Accelerated Processing Unit (APU) yang akan datang, dengan nama kode "Carrizo", untuk notebook dan desktop berdaya rendah akan menghadirkan banyak teknologi manajemen daya canggih baru sementara mencapai kinerja yang substansial melalui core CPU “Excavator” x86 baru dan generasi baru dari GPU AMD Radeon. Menggunakan desain System-on-Chip (SoC) yang sebenarnya, AMD mengharapkan Carrizo untuk mengurangi daya yang dikonsumsi oleh core x86 sebesar 40 persen, sementara juga memberikan keuntungan substansial dalam kinerja CPU, grafik, dan multimedia dibandingkan APU generasi sebelumnya.

“Sebagai bagian dari fokus kami yang berkelanjutan pada pembuatan produk-produk hebat, kekuatan canggih dan optimalisasi kinerja yang telah kami rancang ke dalam APU 'Carrizo' kami yang akan datang akan memberikan peningkatan kinerja-per-watt generasi terbesar yang pernah ada untuk APU AMD arus utama” Sam Naffziger, AMD Corporate Fellow dan rekan penulis presentasi AMD di ISSCC.

“Telah ada kemajuan luar biasa dalam kinerja dan efisiensi energi dalam komputasi sejak kelahiran mikroprosesor modern. Namun, manfaat terkait energi yang mengalir dari proses manufaktur baru telah melambat, mengantar era ketika cara-cara alternatif untuk meningkatkan kinerja prosesor dan efisiensi diperlukan. AMD telah mengejar Heterogeneous System Architecture (HSA) dan teknologi manajemen daya yang dipatenkan untuk membuat keuntungan terus. APU 'Carrizo' yang akan datang mengambil langkah besar menuju tujuan efisiensi energi AMD 25 × 20 dan menggabungkan banyak fitur baru yang akan diadopsi di seluruh lini produk lengkap kami di masa mendatang. "

Pengungkapan Carrizo Baru di ISSCC:

  • 29% lebih banyak transistor dalam ukuran die yang hampir sama dengan pendahulunya, "Kaveri";
  • Core "Excavator" x86 baru memberikan peningkatan instruksi-per-jam dengan daya 40% lebih sedikit;
  • Core GPU Radeon baru dengan catu daya khusus;
  • Dekode video H.265 khusus chip;
  • Persentase dua digit peningkatan dalam kinerja dan daya tahan baterai;
  • Southbridge terintegrasi untuk pertama kalinya pada APU kinerja tinggi AMD.

Rincian akan dipresentasikan hari ini di sesi AMD ISSCC, "A 28nm x86 APU Dioptimalkan untuk Daya dan Efisiensi Area," oleh Fellow AMD dan Insinyur Desain Kathy Wilcox. Presentasi tersebut mencakup fitur teknologi, implementasi, dan manajemen daya dari APU Carrizo.

Kemajuan Arsitektur

Perpustakaan desain berdensitas tinggi baru memungkinkan AMD untuk memuat 29 persen lebih banyak transistor pada Carrizo - 3.1 miliar - dalam ukuran chip yang hampir sama dengan generasi sebelumnya, Kaveri APU. Peningkatan kepadatan ini memungkinkan area yang lebih besar untuk grafis, multimedia, dan integrasi pengontrol sistem "Southbridge" pada chip tunggal. Peningkatan dukungan untuk multimedia mencakup standar video H.265 baru yang berkinerja tinggi dan menggandakan mesin kompresi video dari pendahulunya. Dimasukkannya H.265 dalam perangkat keras akan mendukung resolusi 4K sejati, membantu memperpanjang masa pakai baterai, dan mengurangi kebutuhan bandwidth saat melihat streaming video yang kompatibel.

Anggaran transistor tambahan juga memungkinkan Carrizo untuk menjadi prosesor pertama di industri yang dirancang agar sesuai dengan spesifikasi HSA 1.0 yang dikembangkan oleh HSA Foundation. HSA membuat akselerator pemrograman seperti GPU jauh lebih sederhana, idealnya mengarah ke kinerja aplikasi yang lebih besar dengan konsumsi daya yang rendah.

Salah satu keunggulan desain untuk HSA adalah Unified Memory Access (hUMA) yang heterogen di dalam Carrizo. Dengan hUMA, CPU dan GPU berbagi ruang alamat memori yang sama. Keduanya dapat mengakses semua memori platform dan mengalokasikan data ke lokasi mana pun di ruang memori sistem. Arsitektur memori koheren ini sangat mengurangi jumlah instruksi yang diperlukan untuk menyelesaikan banyak tugas, sehingga membantu meningkatkan kinerja dan efisiensi energi.

Fitur Hemat Energi Baru

Beberapa teknologi baru yang efisien daya memulai debutnya di Carrizo APU. Untuk menangani penurunan tegangan transien, yang dikenal sebagai droop, desain mikroprosesor tradisional memasok tegangan berlebih pada urutan sepuluh hingga lima belas persen untuk memastikan prosesor selalu memiliki tegangan yang sesuai. Tetapi kelebihan tegangan mahal dalam hal energi karena membuang daya pada tingkat yang sebanding dengan kuadrat kenaikan tegangan. (Yaitu 10% tegangan berlebih berarti sekitar 20% daya terbuang).

AMD telah mengembangkan sejumlah teknologi untuk mengoptimalkan tegangan. Prosesor terbarunya membandingkan tegangan rata-rata dengan terkulai pada urutan nanodetik, atau sepersejuta detik. Dimulai dengan APU Carrizo, operasi adaptif tegangan ini berfungsi baik dalam CPU maupun GPU. Karena penyesuaian frekuensi dilakukan pada tingkat nanosecond, hampir tidak ada kompromi dalam kinerja komputasi, sementara daya terpotong hingga 10 persen pada GPU dan hingga 19% pada CPU.

Teknologi daya lain yang memulai debutnya di Carrizo disebut adaptive voltage and frequency scaling (AVFS). Teknologi ini melibatkan penerapan sensor kemampuan kecepatan silikon yang unik dan dipatenkan, serta sensor tegangan selain sensor suhu dan daya tradisional. Sensor kecepatan dan tegangan memungkinkan setiap APU individu untuk beradaptasi dengan karakteristik silikon tertentu, perilaku platform, dan lingkungan operasi. Dengan beradaptasi secara real time dengan parameter-parameter ini, AVFS dapat menghasilkan penghematan daya hingga 30 persen.

Selain membantu mengurangi penggunaan daya pada CPU dengan mengecilkan area inti, AMD bekerja untuk mengoptimalkan teknologi 28nm untuk efisiensi daya, dan menyetel implementasi GPU untuk operasi optimal dalam skenario terbatas daya. Ini memungkinkan pengurangan daya hingga 20% pada grafis Kaveri pada frekuensi yang sama. Digabungkan, inovasi efisiensi energi AMD bertujuan untuk memberikan penghematan daya sesuai urutan menyusutnya teknologi manufaktur sambil tetap dalam proses 28nm yang dikarakterisasi dengan biaya yang dioptimalkan.