AMD: Prosessoreiden ja APU-piirien tulevaisuudennäkymät

AMD julkaisi viime syksynä useampaan otteeseen myöhästyneet uuteen Bulldozer-arkkitehtuuriin perustuvat Zambezi-koodinimelliset FX-prosessorit. Testasimme Muropaketissa tuoreeltaan syyskuussa suorituskykyisimmän FX-8150-mallin, joka on varustettu kahdeksalla ytimellä ja toimii 3,6 GHz:n peruskellotaajuudella ja rasituksessa Turbo CORE –ominaisuuden avulla maksimissaan 4,2 GHz:n kellotaajuudella:

”FX-8150 jäi valitettavan useassa testissä edellisen sukupolven Phenom II -prosessoreiden jalkoihin ja Intelin Core i7-2600K -malliin verrattuna turpaan tuli paria poikkeusta lukuun ottamatta välillä enemmän ja välillä vähemmän. Erityisesti yhtä säiettä tukevissa sovelluksissa FX-8150 oli suurissa vaikeuksissa.

Core i5-2500K -prosessorin kanssa FX-8150:llä oli läpi testien tiukka taisto, joka päättyi FX-8150:n voittoon 14-10. FX-8150 oli vahvoilla varsinkin kaikkia ytimiä tukevissa renderöintitesteissä, kun taas Core i5-2500K otti niskalenkin pelitesteissä. Tehonkulutusmittauksissa FX-8150-kokoonpano kulutti rasituksessa yli 60 wattia enemmän kuin Intelin Sandy Bridge -prosessorit.”

Muropaketti, AMD FX-8150 (Zambezi)

AMD selitti heti julkaisun yhteydessä uusien FX-prosessoreiden heikkoa menestystä suorituskykymittauksissa sillä, ettei Windows 7 –käyttöjärjestelmän säikeistyslogiikka ole optimoitu SMT-skeduloinnille (Simultaneous Multithreading Scheduling). AMD ja Microsoft julkaisivat tämän seurauksena tammikuussa kaksi päivitystä, jotka hyödyntävät Windows 8:n koodia ja optimoivat Bulldozer-arkkitehtuurin toimintaa Windows 7 -käyttöjärjestelmässä. Ensimmäinen päivitys (KB2645594) kertoo skeduloijalle FX-prosessorin sisältävän kaksiytimisiä moduuleja ja samalla 1-4 säikeet osoitetaan ensimmäiseen omaan moduuliin. Toinen päivitys (KB2646060) estää Windows 7:ää sammuttamasta käyttämättömiä ytimiä, kun säikeitä osoitetaan käyttöön.

Esimerkiksi TechPowerUp!-sivusto on ajanut testitulokset FX-8150-prosessorilla Microsoftin uusilla päivityksillä ja niiden avulla suorituskyky oli parantanut tietyissä tilanteissa hieman, muttei radikaalisti alkuperäisiin tuloksiin verrattuna.

Päivitys FX-prosessoreihin: ”Vishera”

AMD suunnittelee julkaisevansa tämän vuoden kolmannella neljänneksellä eli heinä-syyskuussa Vishera-koodinimellisen päivityksen FX-prosessoreihin. Visherassa on käytössä toisen sukupolven Bulldozer-arkkitehtuuriin perustuvat Piledriver-ytimet, joita on 4-8 kappaletta ja tarjoavat paremman IPC-suorituskyvyn ja korkeammat kellotaajuudet. Suorituskykyisimmät mallit ovat kahdeksalla ytimellä varustetut FX-8350 ja FX-8320, mutta Visherasta ovat luvassa myös edullisemmat kuusi- ja neljäytimiset FX-6300- ja FX-4330-mallit.

Vishera-prosessorit valmistetaan samalla Globalfoundriesin 32 nanometrin prosessilla kuin nykyiset Zambezi-koodinimelliset FX-prosessorit ja ne ovat oletettavasti yhteensopivia BIOS-päivityksellä nykyisten AM3+-kantaisten emolevyjen kanssa. AMD:n roadmapissa Vishera on merkitty myös vuoden 2013 suunnitelmiin eikä niissä ole mainintaa 28 nanometrin Steamroller-ytimiin perustuvasta FX-päivityksestä. Syynä tähän on todennäköisesti Globalfoundriesin epävarma tilanne nykyistä pienempien valmistusprosessien suhteen, joten Visheran jälkeisiä FX-prosessoreita saatetaan joutua odottamaan vuoden 2013 loppuun tai vuoteen 2014.

Vishera korvaa aiemmin suunnitteilla olleen Komodo-koodinimellisen prosessorin, jossa oli tarkoitus käyttää 6-10 kpl Piledriver-ytimiä ja uutta FM2-prosessorikantaa:

”Vishera” CPU (Desktop)

• The ”Vishera” desktop CPU incorporates up to eight ”Piledriver” cores, advanced instruction sets and other performance enhancing additions.
• This next-generation CPU will maintain the AM3+ infrastructure.
• Planned for introduction: H2 2012

”Komodo” CPU (Desktop)

• Six to ten ”Piledriver” core desktop CPU. Replaced by ”Vishera” (see above) for accelerated time to market, delivers improved performance and next-generation features with existing AM3+ boards.

AMD:n arkkitehtuurikehitys

Prosessoriarkkitehtuurien osalta AMD:n suunnitelmat ovat säilyneet entisellään eli tänä vuonna on odotettavissa Bulldozer-arkkitehtuurin toisen sukupolven Piledriver-ytimiin perustuva Trinity-APU-piiri ja Vishera-työpöytäprosessori. Piledriverin luvataan parantavan IPC-suorituskykyä (Instructions Per Clock kuinka monta käskyä se kykenee suorittamaan yhden kellojakson aikana) ja mahdollistavan korkeammat kellotaajuudet. Ensi vuoden suunnitelmista on tiedossa kolmannen sukupolven Steamroller-ytimiin perustuva Kaveri-APU-piiri, mutta työpöytäprosessorin koodinimeä AMD ei ole vielä paljastanut. Neljännen sukupolven arkkitehtuurin koodinimi on Excavator:

”Piledriver” Core Micro Architecture

• ”Piledriver” is the next evolution of AMD’s revolutionary ”Bulldozer” core architecture.
• The ”Trinity” line-up of APUs will be the first introduction of ”Piledriver.”

”Steamroller” Core Micro Architecture

• ”Steamroller” is the evolution of AMD’s ”Piledriver” core architecture.

”Excavator” Core Micro Architecture

• ”Excavator” is the evolution of AMD’s ”Steamroller” core architecture.

Fusion vaihtuu Heterogeeniseen

Sveitsiläinen, lähinnä jäähdytystuotteisiin keskittynyt Arctic on käyttänyt tuotenimeä Fusion virtalähteissään jo pidemmän aikaa ja ilmoitti haastavansa AMD:n oikeuteen Fusion-brändinimen väärinkäytöstä. AMD on käyttänyt Fusionia APU-piireissään, joista ensimmäiset se julkaisi viime vuoden tammikuussa. Arctic hankki oikeuden Fusion-brändinimen käyttöön Boot Up International Ltd.:ltä ja sen Fusion-tuotemerkki on käypä Euroopassa.

Arcticin mukaan AMD rikkoo yrityksen toimintaa kaikilla työpöytätietokoneille, kannettavilla tietokoneilla, emolevyillä, prosessoreilla, piirisarjoilla ja APU-piireillä, joita myydään Fusion-nimen alla. Arctic oli lähestynyt AMD:tä molempia osapuolia tyydyttävän ratkaisun löytämiseksi, mutta tähän ei oltu päädytty.

Tämän seurauksena AMD ilmoitti luopuvansa Fusion-brändinimestä ja yritys tulee korvaamaan FSA-nimen (Fusion System Architecture) HSA:lla (Heterogeneous Systems Architecture). Uuden nimen on tarkoitus kuvastaa paremmin, mihin kaikkeen AMD:n teknologiat kykenevät, sillä tuettuina ovat C++ AMP sekä muun muassa OpenCL for GPGPU ammattikäyttöön.

”Olemme rakentaneet heterogeenisen tietokonelaskentaekosysteemin, jonka perustana ovat teollisuuden standardit. FSA tullaan nyt tuntemaan Heterogeneous Systems Architecturena tai HSA:na. HSA-alusta tulee jatkamaan teollisuuden standardien pohjilta ja sisältämään parhaita innovaatioita, joita teknologiayhteisöllä on tarjota.”, kommentoi AMD:n Phil Rogers.

Suorituskykyiset APU-piirit: Trinity & Kaveri

AMD on julkaisemassa kesällä Trinity-koodinimelliset APU-piirit, jotka valmistetaan Globalfoundriesin 32 nanometrin prosessilla. Suorituskykyisimmät työpöydälle suunnatut mallit ovat A10-5700 ja A10-5800, jotka on varustettu neljällä Piledriver-ytimellä ja DirectX 11 –rajapintaa tukevalla Radeon HD 7660D -grafiikkaohjaimella. Trinitystä on tulossa myös edullisemmat A8-5500- ja A8-5600-mallit, joissa on neljä ydintä, mutta hieman tehottomampi Radeon HD 7560D -grafiikkaohjain.

Trinity-APU-piirit käyttävät uutta FM2-kantaa, joka on päivitetty versio nykyisten Llano-koodinimellisten APU-piirien FM1-kannasta. AM3+-, FM1- ja FM2-kannat eivät ole yhteensopivia keskenään, joten Trinity-APU-piirit vaativat kaverikseen uuden emolevyn.

”Trinity” APU (Traditional Notebooks, Ultrathin Notebooks and Desktops)

• ”Trinity” is AMD’s second generation APU and improves the power and performance of AMD’s A-Series APU lineup for mainstream and high-performance notebooks and desktops. ”Trinity” will feature next-generation ”Piledriver” CPU cores and new, DirectX® 11-capable, second generation AMD Radeon™ HD 7000 series graphics.
• New for 2012, AMD will offer a BGA or pin-less format, low power ”Trinity” APU specifically designed for ultrathin notebooks.
• Planned for introduction: Mid-2012

Ensi vuonna luvassa on kolmannen sukupolven Kaveri-koodinimellinen APU-piiri, joka perustuu Steamroller-ytimiin ja valmistetaan 28 nanometrin viivanleveydellä (TSMC?). Kaverin suurimpana uudistuksena APU-piirin sisällä olevat prosessoriytimet ja grafiikkaohjaimen stream-prosessorit pystyvät jakamaan saman osoiteavaruuden (address space).

Vuonna 2014 AMD suunnittelee laajentavansa HSA-tukea siten, että prosessoriytimet ja stream-prosessorit suorittavan samoja tehtäviä näkymättömästi rinnakkain.

”Kaveri” APU (Notebooks and Desktops)

• ”Kaveri” is AMD’s third generation APU for mainstream desktop and notebooks.
• These APUs will include ”Steamroller” cores, and new HSA-enabling features for easier programming of accelerated processing capabilities.
• Planned for introduction: 2013