28納米製程依然堅挺 第六代APU特性解析

2024-02-04 11:22:21

    不知道多年前AMD收購ATI的時候是否預料到了今天可以憑藉「融合」概念，推出如此之多、如此驚豔的創新特性和架構技術。雖然在CPU和GPU領域，AMD都有著非常強大的競爭對手，但這並不影響AMD在兩方面都為用戶帶來了難以置信的產品和技術。經過不斷的努力，AMD為我們帶來了代號為「Carrizo」的第六代A系列高性能加速處理器（APU），一起來看看它有什麼新特性吧！

● Carrizo規格解析

    Carrizo是AMD的第六代APU處理器，規格方面，Carrizo最大的特點是依然延續了28納米的工藝製程，並沒有像Intel最新發布的Broadwell一樣進步到14納米工藝製程，但無論是28納米還是14納米，製程對我們的日常使用並沒有太大影響，畢竟沒人能僅僅靠用電腦而發現它的工藝製程是怎樣的。

CPU規格解析

    目前已經公布的Carrizo架構產品有A8/A10/FX三個系列的三款產品，CPU方面，三款產品均採用了四個挖掘機架構x86核心，主頻均在3.0GHz及以上，其中A8-8600P主頻3.0GHz，A10-8700P主頻3.2GHz，FX-8800P主頻3.4GHz。對於處理器來說，提升性能最簡單粗暴的方法就是拉升主頻，但隨之而來的問題就是功耗的大幅增長，根據AMD的數據來看，三款APU的最高TDP值均為35W，比Intel移動端i7的47W還低了不少。

    為了在保持高性能的同時降低功耗，AMD採用了更高密度的「電晶體庫」形式的設計。通過工藝改造，能夠把核心面積縮小約26%到35%。「更小的核心面積會帶來更緊湊的電晶體間距，如果能夠提高每時鐘周期指令數，在運算過程中就能夠降低功耗。」AMD按照這個思路增加了一倍的一級數據緩存，降低了二級緩存的延遲時間，從19時鐘周期降低到18時鐘周期，通過更好的分支預測在CPU核心上對下一波數據量做智能化預測，減少CPU等待數據的時間，也就提升了每時鐘周期指令數，功耗隨之降低。

    簡單地說，Carrizo的這個過程就像是給一群小弟配備了一個更聰明的老大和幾個更懂得管理的二把手，整體的數據處理節奏得到了更好的控制，從而實現了更高的處理效率，隨之降低了無用功，提升了能耗比。

    根據AMD的數據，採用高密度庫設計的Carrizo低功耗下的性能與上一代相比有著很大的提升，也就是能以更低的功耗實現更高的性能，這也是未來處理器發展的一大方向。

GPU規格解析

    APU最大的亮點並不是CPU部分，GPU才是APU與眾不同的最大理由，在Carrizo之前，APU一直搭載著基於GCN架構的獨顯級GPU，這一代APU則在此基礎上進一步提升了性能。目前已經公布的三款APU分別採用了R6（A8/A10）和R7（FX）兩款GPU，其中R6為6核心設計，R7為8核心設計。

    Carrizo最多可以放入8個第三代GCN核心，能夠實現819GFLOPS的運算速度，支持DirectX12，能夠充分利用CPU核心的能力，將GPU核心的性能提升到前所未有的水平。GPU核心擁有512KB共享二級緩存，增加了16位float指令集，通過增加指令集進一步優化CPU和GPU之間的共享（也就是HSA異構系統架構，下文會詳述）。

    根據AMD的數據，三款Carrzio處理器的3DMark11圖形測試成績都非常可觀，15W功耗下比競品高出許多，35W功耗下確實達到了移動獨顯的水準。FX-8800P的成績甚至達到了GT 750M的水準，但真實性能怎樣還是要等到我們拿到真機後才能給大家一個準確的結論。

● 協同計算的HSA 1.0

    初看HSA相關概念的時候會感覺很抽象，理解後會明白這是一個非常高效的數據處理方式。Carrizo是第一款完全支持HSA 1.0規格的處理器。

    HSA最獨特的地方在於它採用「共享」的設計理念對處理器進行設計，與常規的處理器分配指定內存的方式不同，HSA架構中所有的運算單元共享虛擬的存儲空間，AMD增加了Carrizo的緩存面積，讓GCN核心能夠發揮出更好的性能。

    HSA 1.0擁有更扁平（共享）的尋址技術，CPU和GPU使用相同的存儲空間，二者可以平等地調動彼此的數據，從而實現更快的數據和圖形處理目的。

    HSA 1.0還擁有更迅速的上下文切換技術，GPU在進行圖形的計算和存儲任務時會產生非常龐大的數據量，HSA架構會在GPU進行存儲時釋放一部分任務空間用來進行圖形計算（任務預搶佔），形成一段並行的任務，GPU同時進行計算和存儲，從而實現高效的圖形處理能力。

    對於計算機來說，任何工作流需要有三個不同的步驟實現，從採集數據到分析和計算數據再到最後將數據分析的結果圖像化，HSA 1.0則省去了這三個步驟中數據與內存、CPU、GPU間複雜的交互過程，只留下了數據與APU和內存，因為APU中集成的CPU和GPU擁有共享的存儲空間，不需要進行大量的數據交互就可以完成同樣的工作內容。

● 其它新特性

    硬體方面，CPU、GPU和HSA是本次APU升級的三大重點，從AMD提供的數據來看Carrizo的表現確實非常喜人，在保持了28納米工藝製程的基礎上還能獲得如此明顯的提升是非常不易的。而這並不是Carrizo的全部，AMD在用戶能直接感知到的實際應用方面也下了些功夫。

視頻播放

    AMD引入了UVD 6統一視頻解碼器，能夠原生解碼H.264封裝的4K視頻，支持最新的HEVC H.265（現場演示中競品並不能流暢播放同樣的視頻片段）。AMD對視頻的播放流程進行了優化，UVD 6擁有4倍於上代產品的解碼帶寬，能夠在更短的時間裡處理更多幀的畫面，從而加大處理器的空閒時間，大幅度降低了筆記本在播放視頻時的功耗，給筆記本帶來了更持久的續航時間。根據AMD的數據，Carrizo能夠擁有8.3小時的高清視頻播放時間，這樣的續航成績已經可以比肩MacBook。

安全

    Carrizo是首個擁有AMD安全處理器的A系列處理器，其集成了32位專用微控制器，擁有獨立的片上SRAM靜態隨機存儲，還可以通過加密協處理器達到更高的安全性，比如高達384位的ECC。

    AMD的PSP安全處理器不僅僅是適用於板載的內存，對主內存也可以實現。從小尺寸的產品到大尺寸的產品以及全部產品線，最終都會實現更好的安全性。

    這一小節我們似乎不能直接感受到，不過安全性確實是每一個使用可能被入侵電子產品用戶需要考慮的問題。

手勢控制

    能夠使用手勢控制的電子產品我們近些年也接觸了許多，但它們無一例外都使用了定製的高端攝像頭才能夠實現手勢控制功能，Carrizo的獨特之處就在於它可以在普通的攝像頭基礎上實現常見的基礎功能。AMD表示手勢控制功能是由計算核心和軟體共同協作實現的，通過處理器分析普通攝像頭傳來的視頻信號，儘可能地辨識攝像頭傳輸的信息，增強體感性能。現在AMD可以在同一時刻採集攝像頭的多個信息進行數據分析，從而達到實現操作的目的。

臉部識別

    AMD本次推出的臉部識別與我們之前見到的對臉部識別技術應用的場景不太一樣，AMD通過HSA 1.0架構的計算能力對視頻內容中的人臉進行臉部識別搜索，如果你的文件中有許多視頻文件，可以通過AMD Looking Glass軟體進行快速視頻檢索，幫助你找到想要的內容。

Windows 10

    最後的特性便是PC界最近最熱的話題——Windows 10。支持Windows 10對任何PC領域的公司來說都是理所當然，AMD會充分利用Carrizo的優勢對Windows 10進行更好的支持，包括Xbox one與PC流媒體的連接、HEVC解碼等。

    對Windows 10支持項目中最關鍵的一點是對全新DirectX12的支持，DirectX12能夠給遊戲帶來更好的體驗，因為能夠有更快的渲染能力。實際上AMD在內容渲染方面（Draw Calls測試）比DirectX11增加7倍的性能。我們上文也已經提到過，正是因為DX12的存在才能夠完全釋放CPU核心的計算能力。

全文總結：

    Carrizo能夠在28納米製程上實現如此多的性能進步和功耗下降是我們完全無法想像的，憑藉著更優秀的產品和更高的性價比，第六代APU會給筆記本市場帶來新的活力。與此同時我們也更加期待搭載Carrizo APU的筆記本產品，另外HBM顯存堆疊技術如果能夠用在移動平臺上也會給筆記本帶來無限可能，期待AMD的更多創新產品吧。■