AMD Carrizo: l'efficienza energetica al centro della APU di prossima generazione

AMD Carrizo: l'efficienza energetica al centro della APU di prossima generazione

In concomitanza con l'ISSCC AMD anticipa alcune delle caratteristiche architetturali delle APU Carrizo, attese al debutto in sistemi mobile per la metà dell'anno. Il focus è sull'efficienza energetica, sensibilmente migliorata rispetto a quanto offerto fino ad ora ed elemento discriminante per le esigenze dei sistemi portatili più diffusi sul mercato,

di pubblicato il nel canale Processori
AMD
 

Un nuovo core: Excavator

L'International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) di San Francisco è occasione per AMD di fornire alcune informazioni preliminari sull'architettura delle proprie nuove APU destinate a sistemi mobile. Il nome in codice di queste proposte è quello di Carrizo, costruite utilizzando due novità architetturali importanti per AMD: la componente CPU prevede l'utilizzo di core Excavator, mentre per la GPU è stata adottata un'architettura Graphics Core Next di nuova generazione.

Le APU Carrizo verranno costruite utilizzando la stessa tecnologia produttiva a 28 nanometri che AMD adotta per le proprie APU attualmente in commercio, implementando però varie innovazioni che mirano a incrementare sensibilmente l'efficienza energetica rispetto al predecessore. La superficie complessiva del die è di circa 245 millimetri quadrati, un dato che coincide con quello delle APU Kaveri; a cambiare radicalmente il numero di transistor integrati che passa da 2,41 miliardi a circa 3,1 miliardi.

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Excavator è il nome in codice che identifica la nuova generazione di core x86 che AMD farà debuttare con le APU Carrizo. Si tratta di una evoluzione dell'architettura Bulldozer, al momento attuale quella che è prevista come ultima nella roadmap di AMD prima del passaggio ad una microarchitettura completamente nuova. Rispetto a quanto utilizzato nelle APU della serie A attualmente presenti sul mercato, per Carrizo AMD prevede un incremento medio del 5% circa dell'IPC, Instruction per Clock, grazie tra le varie ottimizzazioni interne anche al raddoppio della dimensione della cache L1 oltre all'inserimento del supporto hardware ai più recenti set di istruzioni rilasciati.

Dove Carrizo differisce sensibilmente rispetto alle precedenti implementazioni è nel lavoro di ottimizzazione del design, mirante a evitare di utilizzare silicio per componenti ridondanti e sfruttando al meglio tutta l'area a disposizione. Per questo motivo è stata utilizzata una libreria di tipo High Density Cell, tipicamente adottata per il design delle componenti GPU ma in questo caso adattata anche per la parte CPU, ottenendo una riduzione delle dimensioni dei core Excavator del 23% rispetto a quelli Steamroller di precedente generazione a parità di tecnologia produttiva adottato. Questo giustifica l'aumento nel numero di transistor utilizzati senza che vi siano state variazioni nelle dimensioni complessive del die.

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Queste scelte di design hanno ripercussioni sulla massima frequenza di clock ottenibile, che è inferiore a quella dei design precedenti, ma considerando il posizionamento di Carrizo solo in sistemi notebook (e nei desktop a più basso consumo sviluppati utilizzando componenti mobile) questa non pare essere una limitazione particolarmente grave. Nello sviluppo di un processore ci si può orientare verso un design che tenda a massimizzare le prestazioni in termini di frequenza di clock massima, oppure privilegiare il contenimento dei consumi a valori di clock più contenuti. Con Carrizo AMD si è spinta maggiormente in questa seconda direzione proprio volendo ottimizzare il prodotto per il target di utilizzo di riferimento che è quello dei dispositivi mobile. Al momento attuale non abbiamo informazioni ufficiali sulle versioni di APU Carrizo e sulle corrispondenti frequenze di clock ma tendiamo a ritenere che queste saranno mediamente inferiori rispetto alle APU presenti in commercio al momento.

Con questo approccio AMD è riuscita ad ottenere una riduzione delle dimensioni complessive, con un incremento dell'efficienza energetica che rimane evidente sino ad un consumo di circa 20 Watt per ogni coppia di core: considerando come il TDP complessivo di una APU Carrizo quad core possa raggiungere i 35 Watt se ne ottiene un funzionamento che è sempre più efficiente.

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Varie ottimizzazioni energetiche sono state implementate anche nella componente GPU, basata su architettura Graphics Core Next di ultima generazione. Stando ai dati dichiarati da AMD con Carrizo la componente GPU è in grado di operare ad una frequenza superiore del 10% a parità di consumo, o con un contenimento dei consumi del 20% a parità di frequenza di clock, rispetto a quanto implementato con le proposte Kaveri di precedente generazione.

 
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