Uusimmat

AMD Fusion: E-350 APU & Brazos-alusta

13.03.2011 21:19 Muropaketin toimitus

AMD julkaisi pitkän odottamisen ja hypettämisen jälkeen tammikuun alussa Fusion-tuoteperheen APU-piirit (Accelerated Processing Unit). Kyseisiä piirejä ei voi kutsua enää pelkästään prosessoreiksi, sillä x86-arkkitehtuuriin perustuvien ytimien ohella samalle piisirulle on integroitu DirectX 11 -rajapintaa tukeva grafiikkapiiri.

AMD kertoi ensimmäisen kerran APU-piireistä jo vuonna 2006. Grafiikkaohjaimen integroimisen prosessoriin mahdollisti AMD:n ATI-yritysosto, jonka hedelmiä on saatu nauttia jo useamman vuoden ajan erillisnäytönohjaimien ja muun muassa piirisarjoihin integroitujen grafiikkaohjaimien myötä. AMD:n ensimmäisen Fusion-julkistuksen yhteydessä julkaistiin vähän tehoa kuluttavat Zacate- ja Ontario-koodinimelliset APU-piirit, ja suorituskykyisemmät työpöytäpuolen APU-piirit ovat luvassa myöhemmin kuluvan vuoden aikana.

Artikkelissa tutustumme eri AMD Fusionin alaisiin alustoihin, mistä APU-piireissä on tarkemmin ottaen kyse, Brazos-alustaan ja Zacate-prosessorin Bobcat-prosessoriytimiin sekä integroituun grafiikkaohjaimeen. Lisäksi mukana on katsaus Gigabyten Brazos-alustaan perustuvaan E350N-USB3-emolevyyn ja suorituskyky-, tehonkulutus- ja lämpötilamittauksia, joissa alustaa verrataan Intelin Atom D525- ja Core i5-2300 -prosessoreihin perustuviin testikokoonpanoihin.

 

AMD Fusion -teknologiakäsittely

AMD:n nimeämispolitiikka tuntuu kaikelta muulta kuin selvältä, sillä erilaisia koodi- ja markkinointinimiä on roppakaupalla, ja niiden sisäistäminen vaatii todellista paneutumista aiheeseen. AMD:n nimeämisjärjestelmässä ylimpänä ovat markkinointikäytössä olevat Vision-kategoriat, toiseksi alimpana eri alustat ja alimpana varsinaiset CPU- ja APU-piirit. Fusion-nimellä AMD viittaa APU-piireihin, joten Vision Blackin alla kulkevat prosessorit eivät sijoitu siihen kategoriaan.

APU-piireissä on yhdistetty varsinaiseen prosessoriin northbridge sekä DirectX 11 -rajapintaa tukeva grafiikkaohjain. Zacate-koodinimellisen APU-piirin tapauksessa kaikki tämä on onnistuttu ahtaamaan 40 nanometrin SOI-prosessilla 75 neliömillimetrin kokoiseen piisiruun, jonka TDP-arvo on ainoastaan 18 wattia.

Fusion-piirit tulevat saataville kahdella eri arkkitehtuurilla, jotka ovat Bobcat ja Bulldozer. Ensimmäiset Bobcatiin perustuvat prosessorit on jo julkaistu markkinoille ja ensimmäiset Bulldozerit ovat luvassa myöhemmin tänä vuonna. Käytännössä ero edellä mainittujen arkkitehtuurien välillä voidaan jakaa selvästi sen perusteella, onko kohdetietokone suunnattu suorituskykyä vaativaan käyttöön (Bulldozer) vai onko alhainen tehonkulutus tärkeämpi seikka (Bobcat). Yhtenä merkittävänä erona voidaan pitää sitä, ettei Bulldozerissa ole integroitua grafiikkaohjainta.

Muropaketti on paneutunut tarkemmin Bulldozer-arkkitehtuuriin, joten asiasta kiinnostuneiden kannattaa tutustua viime syyskuussa julkaistuun Intelin ja AMD:n uudet prosessoriarkkitehtuurit: Sandy Bridge & Bulldozer -artikkeliin.

Vision-markkinointikategorioita on neljä kappaletta: Vision, Vision Premium, Vision Ultimate ja Vision Black. Visionilla viitataan laitteistoihin, jotka on suunniteltu peruskäyttöön, kuten internetissä surffaamiseen ja esimerkiksi DVD- ja HD-elokuvien katselemiseen. Vision Premium on kohdistettu kuva- ja videokäsittelyyn, Blu-ray- ja HD-elokuvien katsomiseen sekä kuluttajatason DirectX 11 -pelaamiseen. Kuvan logoista toiseksi ylimpänä oleva Vision Ultimate nostaa rimaa entisestään ja kyseisillä tietokoneilla voi luoda ja editoida HD-videoita, katsella Blu-ray- ja HD-elokuvia sekä pelata DirectX 11 -pelejä stereoskooppisen 3D:nä. Rankimpaan käyttöön luokiteltu Vision Black -kokoonpanot on tarkoitettu ultimate-tason stereoskooppiseen 3D-pelaamisen, HD-videoiden ammattimaisen käsittelemisen sekä yleisluontoisesti kaikkein vaativimmat ohjelmat. Kuvassa alimpana on HD Internet -kategoria, jolla viitataan budjettitason tietokoneisiin.

Vision-kategorioiden alta löytyvät eri alustat, jotka on koodinimetty ja eroteltu työpöytä- tai mobiilipuolelle. Työpöytäpuolelta vaativimpaan käyttöön on suunnattu tuleva Scorpius-alusta, joka täyttää Vision Blackin vaatimukset. Kuluttaja- ja harrastelijakäyttöön on kaksi eri alustaa: Dorado ja Lynx, jotka molemmat asettuvat Vision Ultimaten ja Premiumin tasolle. Mobiilipuolella on kaksi alustaa, Danube ja Sabine, jotka täyttävät Visionin Black-, Ultimate- ja Premium-tason vaatimukset.

Alimpana oleva Brazos on alustoista ainoa, joka on jo julkaistu, ja tässä artikkelissa tulemme keskittymään siihen. Brazos on kohdistettu sekä työpöytä- että mobiilisegmenteille, ja sen C-tuoteperheen prosessorit täyttävät HD Internetin ja E-tuoteperheen prosessorit Visionin vaatimukset.

Työpöytäpuolella Brazos-alustan Zacate- ja Ontario-koodinimelliset APU-piirit ovat vasta ensimmäiset julkaistut piirit ja luvassa on reilu määrä suorituskykyisempiä Fusion-tuoteperheen malleja. Edellä mainituissa piireissä on yksi tai kaksi Bobcat-koodinimellistä prosessoriydintä ja DirectX 11:tä tukeva grafiikkaohjain. Kyseessä ovat ainoat APU-piirit, jotka tullaan valmistamaan 40 nanometrin SOI-prosessilla.

Tämän vuoden puolella AMD siirtyy käyttämään kustannustehokkaampaa 32 nanometrin SOI-prosessia, jolla tullaan julkaisemaan Llano-koodinimelliset APU-piirit. Llano on APU-piiri ja se tulee edustamaan kuluttaja- ja harrastelijatason piirejä, joissa on 2-4 Stars-prosessoriydintä ja DirectX 11 -grafiikkaohjain.

Ensi vuoden puolella edullisimpaan hintaluokkaan tullaan julkaisemaan 28 nanometrin SOI-prosessilla valmistettava Krishna, joka korvaa Zacaten ja Ontarion, ja jossa on 2-4 paranneltua Bobcat-prosessoriydintä ja DirectX 11 -grafiikkaohjain. Llano tullaan korvaamaan Trinityllä, joka on varustettu 2-4 seuraavan sukupolven Bulldozer-prosessoriytimellä ja DirectX 11 -rajapintaa tukevalla grafiikkaohjaimella.

Kuten aiemmin ehdimme jo mainita, Brazos-koodinimellinen alusta käsittää Zacate- ja Ontario-koodinimelliset prosessorit. Zacate-APU-piirit on julkaistu E-tuoteperheen malleina ja ne on suunnattu kannettaviin-, All-in-One- ja esimerkiksi SFF-tietokoneisiin. Ontario-APU-piirit tunnetaan C-tuoteperheen piireinä ja niiden pääasialliset käyttökohteet löytyvät minikannettavista ja esimerkiksi taulutietokoneista. AMD:n omien markkinapuheiden perusteella uusilla APU-piireillä kyetään tarjoamaan kuluttajille mobiililaitteita, joissa akku kestää parhaimmillaan 10 tuntia.

Zacate käsittää 1-2 Bobcat-arkkitehtuuriin perustuvaa x86-prosessoriydintä sekä DirectX 11 -rajapintaa tukevan grafiikkaohjaimen. APU-piirin TDP-arvo on 18 wattia ja prosessoriytimien kellotaajuus 1,5 tai 1,6 GHz. Ontarion tapauksessa TDP-arvo on ainoastaan yhdeksän wattia ja mallikohtaisesti joko yhden tai kahden prosessoriytimen kellotaajuus 1,0 tai 1,2 GHz. Ontarion piisiru on sama kuin Zacaten, mutta alemmat kellotaajuudet mahdollistavat samalla alemman TDP-arvon.

Zacate ja Ontario eroavat toisistaan prosessoriytimien kellotaajuuden ohella myös grafiikkaohjaimella, sillä Zacaten Radeon HD 6301:n tapauksessa GPU-kellotaajuus on 500 MHz, mutta Ontarion Radeon HD 6250:ssä ainoastaan 280 MHz. Muilta osin grafiikkaohjaimet ovat molemmissa APU-piireissä vastaavat.

Tässä artikkelissa keskitytään tutkimaan tarkemmin Brazos-alustan suorituskykyisintä prosessoria eli Zacate-koodinimellistä E-350:tä, jossa on kaksi Bobcat-prosessoriydintä. Bobcat-arkkitehtuurin myötä käytössä on kaksi out-of-order-dekooderia, joilla prosessorin suoritettavat käskyt ajetaan tärkeysjärjestyksessä eikä siinä järjestyksessä kuin ne saapuvat käsiteltäväksi. Tuettuna on myös 64-bittinen käskykanta, ja alhainen tehonkulutus on saavutettu minimoimalla datan kulkua ja lisäämällä alhaisen tehonkulutuksen tiloja. Lisäksi mukana on Clock ja Power Gating -teknologiat, jotka kytkevät prosessorin tiettyjä osia pois päältä, kun ne eivät ole käytössä.

Bobcatin ydin sisältää 64 kilotavua L1-välimuistia, joka käsittää 32 kilotavua käsky- ja datavälimuistia sekä 512 kilotavua L2-välimuistia. Kaksiytimisen Zacaten osalta tämä tarkoittaa yhteensä 128 kilotavua L1- ja 1024 kilotavua L2-välimuistia. Zacate ei sisällä L3-välimuistia.

Oikealla puolella on Zacate-prosessorin 75 neliömillimetrin kokoinen piisiru, mutta valitettavasti AMD ei ole kertonut sen transistorimäärää. Vasemmalla puolella on niin ikään kuva Zacaten ytimestä, mutta keltaisilla nelikulmioilla ja teksteillä on pyritty havainnollistamaan, missä kohtaa piisirua mikäkin APU-piirin osa sijaitsee.

Kuvasta näkee selvästi, miten grafiikkaohjain haukkaa leijonanosan piisirun pinta-alasta. Kuvassa ylhäältä löytyvät kaksi Bobcat-prosessoriydintä sekä niiden omat L2-välimuistit ja alhaalta yksikanavainen DDR3-muistiohjain. Oikealle on sijoitettu PCI Express -ohjain ja vasemmalle puolelle näyttöliittimien ohjaimet sekä muita I/O-toiminnallisuuksia.

Zacatessa on Wrestler-koodinimellinen Radeon HD 6310 -grafiikkaohjain, joka toimii 500 MHz:n kellotaajuudella. Käytössä on 80 Stream-prosessoria, kahdeksan tekstuuriyksikköä ja piiri kykenee suorittamaan neljä rasterioperaatiota yhdessä kellojaksossa. Grafiikkaohjaimelle ei ole pyhitetty omaa muistia, joten se lohkaistaan keskusmuistista, ja tuettuina ovat DirectX 11, OpenGL 4.0 ja OpenCL 1.1. Radeon HD 6310 tukee myös UVD3-teknologiaa (Unified Video Decoder), joka tarjoaa rautapohjaisen tuen H.264- ja VC-1-videoformaattien purkuun, ja 3.0-version myötä tuettuna on myös Blu-ray 3D, MPEG-2:n entropiakoodaus sekä DivX- ja Xvid-formaattien rautapohjainen purku.

CPU-Z:n 1.56-versio ei tunnistanut E-350-prosessorin tietoja lähellekään oikein, mutta tiedoista selvisi prosessoriytimien käyttöjännite, kellotaajuus sekä L1- ja L2-välimuistin koot.

GPU-Z:n 0.5.1-versio tunnisti grafiikkaohjaimen tietoja hieman paremmin, mutta silti esimerkiksi kellotaajuudet näkyivät täysin väärin. Ohjelma tunnisti oikein Zacaten, 40 nanometrin valmistusprosessin, julkaisuajankohdan (4. tammikuuta), 80 Stream-prosessoria, neljä ROPsia (rasterioperaatiota kellojaksossa) sekä muun muassa DirectX 11 -tuen.

Sisältö

  1. AMD Fusion: E-350 APU & Brazos-alusta
  2. Gigabyte E350N-USB3
  3. Testikokoonpano, suorituskyky, tehonkulutus & lämpötila
  4. Loppuyhteenveto