Представлены возможности новой экономичной платформы AMD Brazos, ставшей первым практическим воплощением концепции AMD Fusion

По мнению аналитиков, которое полностью разделяет компания AMD, индустрия IT в области центральных процессоров уже давно прошла эру гонки частот, а находящаяся ныне в активной фазе идея наращивания вычислительных ядер CPU по ряду причин может оказаться не столь эффективной в дальнейшем. В то же время сейчас мы стоим на пороге целой эпохи гетерогенных вычислений, где на общий результат могут одновременно работать несколько различных как универсальных, так и узкоспециализированных модулей. В свете этого интересно оценить возможности новой экономичной платформы AMD Brazos, ставшей первым практическим воплощением концепции AMD Fusion.

Сам по себе гетерогенный метод, в общем-то, не нов. С определенного времени комбинированные системы небезуспешно используются в тяжелых серверных решениях. Причем в ряде Top 10 самых быстрых суперкомпьютеров в мире как раз и применяется комбинация из тысяч GPU и CPU, что позволяет добиться удивительных вычислительных показателей. Аналогичный подход вполне приемлем и в сегменте более привычных потребительских устройств. Чтобы покрепче связать разнородные блоки и улучшить взаимодействие и обмен данными между ними, производители процессоров объединяют на одном кристалле модули CPU и GPU. В начале текущего года компания AMD представила свой вариант подобной концепции, предложив новую энергоэффективную платформу Brazos, составной частью которой являются гибридные процессоры, предназначенные для создания доступных по цене и вместе с тем функциональных экономичных систем.

Чипы семейства AMD Fusion на одном кристалле содержат вычислительные блоки x86 и мощное графическое ядро

В основе новых решений лежит процессорная архитектура Bobcat, которая разрабатывалась AMD специально для экономичных компактных устройств, где такой показатель, как производительность на ватт, является одним из ключевых. Из особенностей Bobcat отметим возможность внеочередного исполнения команд, улучшенный алгоритм предсказания переходов, поддержку 64-битовых инструкций, SSE1, 2, 3, 4a и технологии виртуализации. Каждое ядро содержит 64 КБ кеш-памяти L1 для данных и инструкций (32 + 32 КБ), а также по 512 КБ L2. Предусмотрен каскад энергосберегающих технологий, включая переход чипа в состояние С6 и отключение блоков кеша L2 во время простоя. Кроме того, APU имеет встроенный контроллер памяти DDR3-800/1066, шины PCI Express x4 и целый набор видеовыходов.

Гибридные чипы получили название Accelerated Processing Unit (APU), поскольку аббревиатура CPU сложно применима для этого решения, потому что центральное место здесь отведено достаточно мощному видеоядру, поддерживающему DirectX 11. Данный модуль содержит два SIMD-движка с 40 потоковыми процессорами в каждом, а также восемь блоков растеризации. Это серьезное оснащение для интегрированной системы, так как примерно сходные характеристики имеет видеокарта Radeon HD 5450. Важной особенностью встроенного GPU является модуль UVD3, аналогичный используемому в адаптерах серии Radeon HD 6000. Он позволяет разгрузить процессор при декодировании видео форматов H.264, VC1, DivX/Xvid. Еще отметим поддержку OpenCL и DirectCompute.

На текущий момент семейство AMD Fusion включает две линейки функционально идентичных чипов. Процессоры E-серии (Zacate), имеющие TDP в 18 Вт и предназначенные для систем начального уровня различных формфакторов, а также чипы C-серии (Ontario) с энергопотреблением на уровне 9 Вт, сфера ответственности которых распространяется на самые экономичные решения – нетбуки, ультрапортативные системы, неттопы и даже планшеты. Бóльшая экономичность Ontario достигается за счет снижения тактовых частот. Так, двухъядерный AMD E-350 и одноядерный E-240 работают на 1,6 и 1,5 ГГц соответственно, а их видеоядро Radeon HD 6310 – на 500 МГц. Тогда как процессоры C-50 и C-30 функционируют на 1 ГЦ и 1,2 ГГц, а графическая часть, получившая название Radeon HD 6250, – на 280 МГц.

Несмотря на высокую степень интеграции, чипы получились очень компактными. Они выпускаются по 40-нанометровой технологии, а площадь кристалла составляет всего 75 мм². Это даже меньше, чем у Intel Atom семейства Pine View со встроенной графикой (87 мм²), для производства которых применяется техпроцесс 45 нм. Физические габариты APU – 19×19 мм, при этом используется BGA-корпусировка c 413 контактными площадками.

Для обслуживания периферийных устройств процессору необходим чип-компаньон, в интерпретации AMD – Fusion Controller Hub (FCH), получивший название Hudson M1. Среди его возможностей – поддержка четырех линий PCI-E x1 (2.0), шести портов SATA III, 14 разъемов USB 2.0 и двух USB 1.1, интерфейса HD Audio. Для связи с APU используется шина UMI x4. Микросхема имеет даже более крупную, чем у процессора подложку (23×23 мм), а уровень энергопотребления зависит от режима работы и лежит в пределах 2,7–4,7 Вт.

 

Характеристики APU
	AMD E-350	AMD E-240	AMD C-50	AMD C-30
Кодовое имя	Zacate	Zacate	Ontario	Ontario
Количество вычислительных ядер, шт.	2	1	2	1
Тактовая частота, ГГц	1,6	1,5	1	1,2
Интегрированная графика	Radeon HD 6310	Radeon HD 6310	Radeon HD 6250	Radeon HD 6250
Количество шейдерных блоков, шт.	80	80	80	80
Частота графического ядра, МГц	500	500	280	280
Энергопотребление (TDP), Вт	18	18	9	9
Технология производства, нм	40	40	40	40

Результаты тестирования

Для сравнения с новыми разработками был выбран нетбук ASUS Eee PC 1015PN, оснащенный двухъядерным Intel Atom N550 (1,5 ГГц) и видеоподсистемой NVIDIA Ion второго поколения.

Небольшой экспресс-тест показал, что в среднем быстродействие вычислительной части у новых чипов AMD сравнимо с таковым для процессоров Intel Atom, разница не столь кардинальна, как того хотелось бы. Качественного скачка не произошло. Все же это минимально достаточный уровень для работы с не очень сложными программами. AMD C-50 в счетных задачах частенько уступает Atom N455, однако нужно учесть, что его тактовая частота в полтора раза ниже, чем у CPU от Intel. В то же время он сполна отыгрывается в игровых приложениях, где быстрое видеоядро способно сгладить нехватку производительности блока CPU. Чипы Zacate мощнее более экономичных моделей, но прирост быстродействия легко объясняется повышенными рабочими частотами. Несмотря на то, что, по мнению AMD, эти APU могут составить конкуренцию Intel CULV, мощность их процессорной части все же ближе к таковой для деcктопных версий Intel Atom D5xx. А вот если принять во внимание интегральную производительность с учетом видеоядра, то здесь, безусловно, преимущество новинок AMD гораздо убедительнее. Бесспорным достоинством новых чипов является прогрессивный аппаратный декодер UVD3, позволяющий без проблем смотреть видео в формате HD с любыми актуальным разрешением и битрейтом. А вот Intel Atom с подобной задачей без помощи Ion не справляется. Оценивая результаты тестов в целом, очевидно, что у рассмотренных APU архитектурный баланс заметно смещен в сторону графической составляющей. В этой ситуации активное развитие концепции GPGPU, согласно которой часть вычислений перекладывается на плечи видеоядра, очень на руку AMD. Однако без поддержки разработчиков ПО значительного прогресса здесь достичь будет нелегко.

Производители материнских плат предлагают интересные решения с новой платформой AMD для самостоятельной сборки компактных экономичных мультимедийных систем. Среди уже представленных моделей подавляющее большинство выполнено в формфакторе Mini-ITX. Учитывая потенциал платформы, очевидно, что это самый предпочтительный вариант. Впрочем, на рынке уже появились и более габаритные экземпляры.

Новые APU от AMD не стоит искать в розничной продаже. Данные процессоры поставляются производителями конечных устройств, потому на прилавках их можно увидеть уже в составе вычислительных систем различных формфакторов. По этой же причине стоимость чипов не оглашается, однако, чтобы решение в итоге оказалось конкурентоспособным, очевидно, что Zacate и Ontario должны стоить дешевле наборов Intel Atom + NVIDIA Ion.

Итоги

Покупка ATI в свое время оказалась стратегически верным решением для AMD, и сделанная тогда ставка спустя пять лет начинает приносить свои плоды. Наряду с тем, что компания продолжила разработку производительных дискретных адаптеров, инженеры различных подразделений смогли объединить усилия для создания гибридных чипов.

Имея в своем распоряжении готовые процессорные и графические архитектуры, AMD может комбинировать их в разнообразных пропорциях и составах, предлагая решения для различных сегментов. Это весомое преимущество над основными конкурентами. Intel пока заметно отстает по части графики, а у NVIDIA нет собственного процессора x86 и планов на ближайшее время по разработке подобного чипа.

С появлением APU и платформы Brazos AMD удастся выстроить вертикаль своих предложений, заполнив проблемные ниши. Если на рынке продуктов для настольных ПК AMD, как правило, удавалось дать отпор основному конкуренту, то в сегменте мобильных ПК позиции компании были заметно слабее. Особенно это касалось класса самых компактных систем, в частности ультрапортов и нетбуков. С ростом популярности доступных по цене портативных устройств экономичные и недорогие в изготовлении APU дадут возможность AMD предложить достойную альтернативу решениям на базе компонентов от Intel.

Об успехе новой платформы говорить пока еще рано, однако уже живой интерес со стороны ведущих производителей конечных продуктов, которые активно предлагают их на основе AMD Brazos, свидетельствует о потенциале AMD Fusion в целом, и моделей на Brazos в частности.

Решения, построенные на новых чипах AMD, обладают хорошими возможностями для создания экономичных мультимедийных систем или ПК для не самых требовательных пользователей. Хотя по нынешним временам в эту категорию попадают в том числе и люди, которые любят смотреть HD-видео, посещать сайты, насыщенные картинками и флеш-анимацией. С подобными задачами данная платформа справляется без особых проблем, потому при разумной модели ценообразования она имеет все шансы стать популярной. 

Публикация подготовлена сотрудниками CompMechLab® по материалам itc.ua