Llano-arkkitehtuuri

Fusion-aikakauden myötä AMD on ottanut käyttöön uudenlaisen nimeämisstrategian, jossa 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.

Vision-markkinointikategorioita on neljä kappaletta, joista 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. 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 stereoskooppisena 3D:nä. Rankimpaan käyttöön luokitellut Vision Black -kokoonpanot on tarkoitettu ultimate-tason stereoskooppiseen 3D-pelaamiseen, HD-videoiden ammattimaisen käsittelemiseen sekä yleisluontoisesti kaikkein vaativimpiin ohjelmiin. HD Internet -kategorialla viitataan budjettitason tietokoneisiin.

Vision-tuotteissa tullaan näkemään useita erilaisia logoja, jotka antavat kuluttajalle käsityksen siitä, mitä laitteelta voi odottaa. Llano-APU-piirien osalta esimerkiksi kannettavasta tietokoneesta voi löytyä tarra, joka ilmaisee bittimurskaamisesta olevan vastuussa A8- tai A6-tuoteperheen APU-piiri. Lisäksi logoilla voidaan ilmaista, tukeeko tuote kahden näytönohjaimen ratkaisuja, onko tuotteessa neliytiminen prosessori ja Radeon-tuoteperheen grafiikkaohjain tai esimerkiksi neliytiminen prosessori ja kahden näytönohjaimen ratkaisu.

Työpöytäpuolella Brazos-alustan Zacate ja Ontario ovat ensimmäiset julkaistut APU-piirit ja niissä on yksi tai kaksi Bobcat-koodinimellistä prosessoriydintä ja DirectX 11:tä tukeva grafiikkaohjain. Kyseessä ovat ainoat APU-piirit, jotka valmistetaan 40 nanometrin SOI-prosessilla. Llano-koodinimellisten APU-piirien myötä AMD on siirtynyt käyttämään kustannustehokkaampaa 32 nanometrin SOI-prosessia. Llano on APU-piiri ja se edustaa 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.

APU-piireissä on yhdistetty varsinaiseen prosessoriin northbridge sekä DirectX 11 -rajapintaa tukeva grafiikkaohjain. A-tuoteperheen APU-piireissä piisirulla on kokoa 228 neliömillimetriä ja TDP-arvo on 65-100 wattia. Tutkiessa northbridgen, prosessorin ja näytönohjaimen erillisten piirien kokoja ja tehonkulutuksia, on helppo havaita, miten yhteen piisiruun integroitu ratkaisu on varsinkin kustannusten ja tehonkulutuksen kannalta suopeampi ratkaisu.

Ylemmällä kaaviokuvalla on havainnollistettu hintakategorioita, joista valmistajien liikevaihto syntyy. Kuvasta näkyy selvästi, miten varsinkin 400-499, 500-599 ja 600-699 dollarin kategoriat ovat merkittävimmät ja yli puolet tuloista syntyy tästä 300 euron hintahaitarista. APU-piirit on suunnattu varta vasten kyseiseen kategoriaan ja siinä missä aiemmin käsitelty Brazos-alusta on kohdistettu hinnaston alapäähän, Llano pyrkii täydentämään AMD:n valikoimaa yläpäästä.

AMD:n julkaiseman kaavion perusteella edullisten hintakategorioiden osuus tulee nousemaan lähivuosina ja varsinkin 300-399 hintaisten tietokoneiden osuuden uskotaan nousevan rajusti. Seuraavan parin vuoden aikana myös 400-499 dollarin hintaisten tietokoneiden myynnin uskotaan nousevan nykyisestä.

A-tuoteperheen APU-piireissä on maksimissaan neljä x86-arkkitehtuurin mukaista prosessoriydintä ja tuki Turbo CORE -ylikellotusteknologialle. Markkinoille julkaistut APU-piirit eivät kuitenkaan toistaiseksi tue Turbo COREa, mutta lähitulevaisuudessa on luvassa sitä tukevia malleja. Mukana on myös DirectX 11 -rajapintaa tukeva grafiikkaohjain, kolmannen sukupolven Unified Video Decoder -videoprosessori, kaksi digitaalista näyttölähtöä, Blu-ray 3D -dekoodaus, tuki HDMI 1.4a -standardin mukaisille 3D-televisioille, PCI Express 2.0 -standardin mukaiset linjat sekä kaksikanavainen DDR3-muistiohjain.

APU-piirin parina toimii emolevylle sijoitettu A75- tai A55-piiri, joka huolehtii Serial ATA-, USB-, PCI- ja muun muassa PCI Express -liittimistä. A75:ssä on tuettuna neljä USB 3.0 -liitintä, joita A55-piirissä ei ole, ja lisäksi A75:ssä Serial ATA -tuki tarjoaa 6 Gb/s -nopeuden, kun taas A55:ssä on tuettuna 3 Gb/s -nopeusluokka.

AMD:n A-tuoteperheen APU-piirit valmistetaan 32 nanometrin SOI-prosessilla ja niiden 228 neliömillimetrin kokoiset piisirut rakentuvat AMD:n mukaan noin miljardista transistorista. Luvuissa on vedetty hieman kotiinpäin, sillä 228 neliömillimetrin kokoisella piisirulla AMD viittaa neliytimiseen malliin, joka rakentuu 1,45 miljardista transistorista, kun taas toistaiseksi ainoastaan mobiilikäyttöön saatavissa kaksiytimisissä malleissa transistoreita on 758 miljoonaa. Intelin Sandy Bridge -prosessorit, joilla tässä tapauksessa viitataan neliytimisiin Core i5 -tuoteperheen malleihin, valmistetaan 32 nanometrin HKMG-prosessilla, transistoreja on 995 miljoonaa ja piisirulla on kokoa 216 neliömillimetriä.

Kuvissa on demonstroitu, millainen jako AMD:n ja Intelin välillä on prosessoriytimien ja välimuistien, grafiikka- ja mediaominaisuuksien sekä northbridgen/Uncoren transistorimäärää tarkasteltaessa. Intel on panostanut huomattavasti enemmän prosessoriytimiin sekä välimuisteihin, kun taas AMD on pitänyt tärkeämpänä grafiikkasuorituskykyä ja mediaominaisuuksia.

Vaikka Llano-APU-piirit ovat uudenkarheita ja APU-piirit tekevät vasta kovaa vauhtia tuloaan, niiden konepellin alla olevat komponentit ovat hyvinkin tuttuja. Karkeasti otettuna AMD on puristanut samaan piisiruun Stars-koodinimellisiä x86-prosessoriytimiä, joita on käytössä Phenom-, Athlon- ja Opteron-tuoteperheiden prosessoreissa, Sumo-koodinimellisen Radeon HD 6500 -tuoteperheen grafiikkaohjaimen, joka on hyvin rinnastettavissa työpöytäpuolen Radeon HD 5570 -erillisnäytönohjaimeen, sekä tarvittavat northbridgen ominaisuudet.

Jokaisella Stars-prosessoriytimellä on käytössä yhden megatavun suuruinen L2-välimuisti, kun prosessoripuolen esimerkiksi Phenom II -tuoteperheen malleissa sitä on 512 kilotavua. Toisaalta AMD ei ole päätynyt käyttämään lainkaan ytimien kesken jaettua L3-välimuistia, jota Phenom II -prosessoreissa on kuusi megatavua. AMD:n mukaan L3-välimuistista luovuttiin, koska suorituskykyä rajoitti sen lisäämä viive muistihakuihin ja koska se lisäsi tehonkulutusta.

Pienillä uudistuksilla AMD on saavuttanut Stars-prosessoriytimellä noin kuusi prosenttia paremman käskyjen läpisyötön yhdessä kellojaksossa (IPC, Instructions Per Cycle). Yhtenä merkittävimpänä tekijänä ovat prosessoriytimien suuremmat uudelleenjärjestämis- ja lataus/tallennuspuskurit. Lisäksi suorituskykyä on onnistuttu parantamaan aiemmin mainitulla L2-välimuistin koon tuplaamisella sekä esihaun algoritmien tehostamisella.

PCI Express 2.0 -standardin mukaisia linjoja on yhteensä 24 kappaletta ja niistä 16 voidaan pyhittää erillisnäytönohjaimien käyttöön. Neljä linjaa on UMI-väylän käytössä, joka yhdistää APU-piirin FCH- eli Fusion Controller Hub -piiriin (A75 tai A55) ja loput neljä ovat vapaasti emolevyvalmistajien käytössä esimerkiksi oheislaitepiirejä varten.

Llano-APU-piireihin integroitu grafiikkaohjain tunnetaan koodinimellä Sumo ja se on spesifikaatioiden valossa hyvin suora vastine työpöytäpuolen Redwood-koodinimellisestä Radeon HD 5570 -näytönohjaimesta. Sumossa on käytössä maksimissaan viisi SIMD-moottoria, minkä myötä Stream-prosessoreita on 400 kappaletta, tekstuuriyksiköitä 20 kappaletta ja rasterioperaatioida kyetään suorittamaan yhdessä kellojaksossa kahdeksan kappaletta.

Tuettuina ovat hyvin pitkälle samat ominaisuudet kuin erillisnäytönohjaimissakin – DirectX 11- ja OpenGL 4.1 -rajapinnat sekä OpenCL 1.1. Yksi merkittävä uudistus Redwoodiin verrattuna on UVD3-videoprosessori, joka tukee aiempien H.264- ja VC-1-videoformaattien purun ohella Blu-ray 3D:tä, MPEG-2:n entropiakoodausta sekä DivX- ja Xvid-formaattien rautapohjaista purkua.

Toisin kuin aiempien grafiikkaohjaimien tapauksissa, Llanossa grafiikkaohjaimen käyttöön ei voida pyhittää emolevylle sijoitettuja omia muistipiirejä. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että Sumon käyttöön lohkaistaan tietokoneen keskusmuistista DDR3-muistia. AMD lupaa grafiikka- ja muistiohjaimen välille minimissään 30 gigatavun siirtonopeuden sekunnissa. Muistien osalta Llanon työpöytäversio tukee peräti DDR3-1866-nopeutta, joka 128-bittisellä muistiväylällä tarkoittaa 29,8 Gt/s siirtonopeutta. Koska grafiikkaohjain ja prosessoripuoli käyttävät samaa muistia, AMD on kehittänyt Llanoon muistin dynaamisen priorisoinnin, joka osaa käyttötapausten perusteella luovuttaa kaistaa sitä enemmän tarvitsevalle kohteelle.

Llano-APU-piirejä on saatavilla ainakin toistaiseksi kahdella eri grafiikkaohjaimella: Radeon HD 6550D:llä ja Radeon HD 6530D:llä. Radeon HD 6550D hyödyntää Sumon koko tarjontaa ja Stream-prosessoreita on käytössä 400 ja tekstuuriyksiköitä 20 kappaletta. Grafiikkaohjaimen kellotaajuus on 600 MHz. Radeon HD 6530D:n tapauksessa kyydistä on tipautettu yksi SIMD-moottori, minkä myötä Stream-prosessoreita on käytössä ainoastaan 320 ja tekstuuriyksiköitä 16 kappaletta. Samalla myös kellotaajuutta on laskettu 443 MHz:iin.

AMD on julkaissut kaksi Llano-APU-piiriä, jotka ovat A8-3850 ja A6-3650, ja joista ensimmäisenä mainitussa on käytössä Radeon HD 6550D- ja jälkimmäisessä Radeon HD 6530D -grafiikkaohjain. Molemmissa piireissä on käytössä neljä prosessoriydintä, TDP-arvo on 100 wattia, kantana toimii Socket FM1 ja tuettuna ei ole Turbo CORE -teknologiaa. A8-3850:n kellotaajuus on 2,9 GHz ja A6-3650:n 2,6 GHz.

AMD on julkaissut tiedot myös tulevista 65-watin TDP-arvollisista A8-3800- ja A6-3600-malleista, jotka tukevat Turbo COREa. A8-3800:n peruskellotaajuus on 2,4 GHz ja Turbo CORElla se voi nousta maksimissaan 2,7 GHz:iin, kun taas A6-3600:n tapauksessa kellotaajuudet edellä mainitussa järjestyksessä ovat 2,1 ja 2,4 GHz.