Обзор и тестирование APU линейки AMD Kaveri для ноутбуков

В начале этого года компания AMD представила первые чипы Kaveri для настольных компьютеров. Теперь пришел черед представить свои APU третьего поколения и для мобильных устройств, а точнее для ноутбуков. На этот раз «красные» решили не обходиться косметическими процедурами, но полностью сменили архитектуру как вычислительной, так и графической составляющей процессора. Компания позиционирует новые CPU в качестве альтернативы процессорам Intel на архитектуре Haswell. Но самое удивительное, что в первый раз идет сравнение не только с процессорами Intel Core i3 или Intel Core i5, но и с более производительными Core i7, чего до этого момента никогда не было. В то же время, AMD обещает, что чипы Kaveri будут располагать лучшей графической производительностью, нежели их конкуренты от Intel.  Что же предлагает нам компания AMD в новом поколении своих процессоров? Ни много ни мало, а переход на 28-нм микроархитектуру AMD Steamroller для процессорных ядер и AMD GCN для графической части. 

Гибридные процессоры, а именно так производитель именует свои изделия, это, по сути, достаточно грамотное решения для ноутбуков. Поэтому их успех неудивителен. Например, использование встроенного в CPU видеоядра позволяет значительно увеличить время автономной работы лэптопа. В общем, тенденция налицо. Еще одна тенденция — размытие границ между вычислительными ядрами и графическим процессором. Если взглянуть на первый APU AMD, Llano, то встроенная графика этих CPU так и воспринималась. Выход Kaveri буквально переворачивает все с ног на голову. Kaveri заметно отличается от первых поколений APU по возможностям совместной работы CPU- и GPU-ядер. Если в первом поколении Llano были нужны специальные интерфейсы для перемещения данных между вычислительными ядрами и памятью, то в Trinity и Richland не просто увеличили пропускную способность, но унифицировали доступ к памяти от CPU и GPU, улучшили синхронизацию и сделали другие усовершенствования. В Kaveri к этому добавилась возможность виртуальной памяти с когерентным доступом от двух ядер, а также атомарные операции для синхронизации нагрузки между разными ядрами. Все анонсированные Kaveri имеют четыре вычислительных ядра,(два блока по два ядра) а также шесть или восемь графических ядер (в зависимости от модели). Как и две предшествующие архитектуры, В качестве универсальных CPU-ядер в Kaveri используются вычислительные ядра нового поколения компании AMD, известные под кодовым именем Steamroller — таких модулей в новых APU две штуки, но выполнять они умеют четыре потока одновременно. Главными задачами при создании Steamroller были: достижение высокой энергоэффективности, улучшение однопоточной производительности и ускорение внутренних линий передачи данных. Ядра Steamroller основаны на слегка доработанной архитектуре Bulldozer, оставшейся без значительных изменений. Это все те же двухъядерные модули с двумя независимыми блоками целочисленных вычислений и одним разделяемым блоком вычислений с плавающей запятой, которое способно выполнять два потока команд с вычислениями с плавающей запятой параллельно. Операционная система видит один модуль Steamroller с двумя целочисленными блоками и одним вещественным как два вычислительных CPU-ядра (потока).

Но есть и некоторые изменения, направленные на увеличение производительности. Так, в ядрах Bulldozer и Piledriver, каждое целочисленное ядро имеет собственный независимый планировщик целочисленных вычислений, но оба они делят между собой лишь один блок выборки (fetch) и декодирования (decode) команд. И поступающие на исполнение инструкции декодируются и отдаются на исполнение в целочисленные блоки по очереди. А в ядре Steamroller свой блок декодирования есть у каждого вычислительного ядра, и теперь каждое целочисленное ядро в Kaveri работает с выделенным блоком декодирования. Эти же два блока декодирования на модуль используются при работе FP-ядра в Steamroller. Вторым изменением нового процессорного ядра стало увеличение кэш-памяти инструкций первого уровня. Объем этой кэш-памяти вырос с 128 КБ до 192 КБ, в связи с этим AMD заявляет о снижении количества промахов при доступе к L1-кэшу инструкций на 30%. Также был обновлен и улучшен блок предсказания ветвлений, что привело к снижению количества ошибочно предсказанных переходов на 20%. AMD называет расплывчатую цифру улучшения общей эффективности планирования в 5-10%. Хотя изменения в CPU-архитектуре ядра Steamroller произошли и не радикальные, но некоторые слабые места Bulldozer все же были устранены, что должно улучшить производительность новых CPU-ядер, на основе которых создан Kaveri.

Пожалуй, главная гордость AMD в Kaveri — применение самой совершенной графической архитектуры Graphics Core Next (GCN) в гибридных чипах. В основе архитектуры Graphics Core Next лежит блок Compute Unite (CU), Например графика R7 состоит из 64 вычислительных процессоров, 16 текстурных и 4 векторных блоков. В зависимости от модели APU графическое ядро R7 может насчитывать либо 6 CU, либо 8 CU. Что касается шейдеров то Kaveri может похвастать 192/256/384/512 шейдерными процессорами в зависимости от модели встроенной видеокарты R4/R5/R6/R7. Если сравнивать с десктопными графическими адаптерами, то этот показатель находится между AMD Radeon R7 250 (384 потоковых процессора) и AMD Radeon R7 250X (640 потоковых процессоров). По уровню производительности встроенная графика R7 способна тягаться с настольными дискретными адаптерами уровня Radeon HD 7750. Правда, ахиллесовой пятой встроенной графики до сих пор является малая пропускная способность памяти. Тем не менее, видеоядро Kaveri получилось очень производительным. Кстати, графическая составляющая APU Kaveri занимает большую часть полезной площади кристалла. На ее долю приходится 47% всех транзисторов устройства.  Также данные чипы имеют поддержку архитектуры HSA, которая позволяет приложениям использовать для решения некоторых типов задач, как центральный процессор, так и графический. Kaveri обладает поддержкой нового графического API Mantle, который поможет использовать все имеющиеся аппаратные возможности APU, так как он ограничен недостатками имеющихся графических API (OpenGL и DirectX) и предлагает более «тонкую» программную оболочку между игровым движком и аппаратными ресурсами GPU подобно тому, как это давно делается на игровых консолях.Что же касается прикладных программ, оптимизированных под возможности процессоров серии AMD Kaveri, то и здесь хорошо заметны позитивные наработки. Например, работу фильтра Smart Sharpen в Adobe Photoshop Creative Cloud удалось ускорить на 59% в сравнении с предыдущим поколением APU и на 384% в сравнении с конкурентными аналогами компании Intel. Другой наглядный пример - работа движка AMD JPEG Decoder, интегрированного в новом поколении процессоров. Он позволяет ускорить время обработки JPEG-фотографий на 80% по сравнению со стандартным Windows-движком. К тому же ноутбуки, созданные на основе APU AMD Kaveri, обладают отличным уровнем автономности: продолжительность их работы в режиме чтения электронных книг или веб-серфинга составляет 11 и 9 часов соответственно.

Модельный ряд

Новые чипы Kaveri от AMD для мобильных устройств разбиты на 3 категории: Series А – для основных ноутбуков, Series FX предназначена для высокопроизводительных устройств и Series Pro – для бизнеса. Также присутствует разделение по потребляемой мощности, например ULV-чипы (Ultra Low Voltage) имеют расчетную мощность от 17 Вт до 19 Вт, а более энергоемкие микросхемы потребляют уже 35 Вт.  В целом позиционирование новинок вполне закономерное: серия AMD A8 будет соперничать с Intel Core i3, AMD A10 противостоит Intel Core i5, а AMD FX борется с Intel Core i7.  Что касается серии  APU - AMD Kaveri PRO, то эти процессоры будут специально нацелены на пользователей бизнес-класса. Вначале на рынке будут представлены три решения: AMD PRO A6-7050B, AMD PRO A8-7150B и AMD PRO A10-7350B. Первый из них будет противостоять моделям Intel Pentium 3556U и Intel Core i3-4010U. Два другие позиционируются против Intel Core i5-4200U и Intel Core i7-4500U соответственно. Разрабатывая все эти новинки, компания AMD сосредоточилась на трех главных аспектах: высоком уровне производительности, длительном жизненном цикле на рынке и стабильной поддержке программных продуктов. Эти стороны являются очень важными для IT-специалистов и администраторов, которым приходится обслуживать огромные парки рабочих систем.

A-Series SV
НазваниеНазваниеНазвание
FX-7600P A10-7400P A8-7200P
Количество ядер Количество ядер Количество ядер
2\4 2\4 2\4
Частота процессора Частота процессора Частота процессора
2.7 - 3.6 ГГц 2.5 - 3.4 ГГц 2.4 - 3.3 ГГц
L2 кэш L2 кэш L2 кэш
4МБ 4МБ 4МБ
Техпроцесс Техпроцесс Техпроцесс
28 н.м 28 н.м 28 н.м
Поддерживаемая память Поддерживаемая память Поддерживаемая память
DDR3-2133 DDR3-1866 DDR3-1866
TDP TDP TDP
38 W 35 W 35 W
Графический блок Графический блок Графический блок
Radeon R7 Radeon R6 Radeon R5
шейдеры шейдеры шейдеры
512 384 256
Частота ядра Частота ядра Частота ядра
553-686МГц 533 - 654МГц 514 - 626МГц
Пропускная способность памяти Пропускная способность памяти Пропускная способность памяти
64\128Бит 64\128Бит 64\128Бит
DirectX DirectX DirectX
DirectX 11.2, Shader 5.0 DirectX 11.2, Shader 5.0 DirectX 11.2, Shader 5.0

 

A-Series ULV
НазваниеНазваниеНазвание
FX-7500 A10-7300 A8-7100
Количество ядер Количество ядер Количество ядер
2\4 2\4 2\4
Частота процессора Частота процессора Частота процессора
2.1 - 3.3 ГГц 1.9 - 3.2 ГГц 1.8 - 3.0 ГГц
L2 кэш L2 кэш L2 кэш
4МБ 4МБ 4МБ
Техпроцесс Техпроцесс Техпроцесс
28 н.м 28 н.м 28 н.м
Поддерживаемая память Поддерживаемая память Поддерживаемая память
DDR3-1600 DDR3-1600 DDR3-1600
TDP TDP TDP
19 W 19 W 19 W
Графический блок Графический блок Графический блок
Radeon R7 Radeon R6 Radeon R5
шейдеры шейдеры шейдеры
384 384 256
Частота ядра Частота ядра Частота ядра
553-686 МГц 533 - 654 МГц 514 - 626 МГц
Пропускная способность памяти Пропускная способность памяти Пропускная способность памяти
64\128Бит 64\128Бит 64\128Бит
DirectX DirectX DirectX
DirectX 11.2, Shader 5.0 DirectX 11.2, Shader 5.0 DirectX 11.2, Shader 5.0

 

A-Series Commercial
НазваниеНазваниеНазвание
A10 Pro-7350B A8 Pro-7150B A6 Pro-7050B
Количество ядер Количество ядер Количество ядер
2\4 2\4 1\2
Частота процессора Частота процессора Частота процессора
2.1 - 3.3 ГГц 1.9 - 3.2 ГГц 2.2 - 3.0 ГГц
L2 кэш L2 кэш L2 кэш
4МБ 4МБ 1МБ
Техпроцесс Техпроцесс Техпроцесс
28 н.м 28 н.м 28 н.м
Поддерживаемая память Поддерживаемая память Поддерживаемая память
DDR3-1600 DDR3-1600 DDR3-1600
TDP TDP TDP
19 W 19 W 17 W
Графический блок Графический блок Графический блок
Radeon R6 Radeon R5 Radeon R4
шейдеры шейдеры шейдеры
384 384 192
Частота ядра Частота ядра Частота ядра
533 - 654 МГц 514 - 626 МГц 533 МГц
Пропускная способность памяти Пропускная способность памяти Пропускная способность памяти
64\128Бит 64\128Бит 64\128Бит
DirectX DirectX DirectX
DirectX 11.2, Shader 5.0 DirectX 11.2, Shader 5.0 DirectX 11.2, Shader 5.0

Тестирование

Тестирование проведем в популярных синтетических бенчмарках  PCMark 8 Home, 3DMark 11. Их выбор не случаен. PCMark 8 Home позволяет оценить комплексный уровень производительности компьютера при выполнении типичных повседневных задач. 3DMark 11 является авторитетным тестом для определения реальных возможностей графической подсистемы. Для игрового тестирования мы взяли три игры: The Elder Scrolls V: Skyrim, BioShock Infinite и Metro: Last Light.

PC Mark 8

     PC Mark8 Home  

    Pc Mark8 Creative

    PC Mark8 Work

3D Mark 

     Fire Strike 

    Cloud Gate

Игровое тестирование

Тестирование в играх проводилось на разрешении 1366х768 пикселей и средних настройках  графики.

    BioShock Infinite, 1366x768 (Medium)  

    The Elder Scrolls V: Skyrim, 1366x768(Medium) 

    Metro: Last Light,1366x768 (Medium) 

 

Заключение

Новое поколение APU получилось весьма интересным. Но добрая часть преимуществ пока существует только на бумаге. Конечно же, речь идет о HSA, TrueAudio и Mantle.  Новые чипы Kaveri продолжили стратегию постепенного перехода к гетерогенным вычислениям, начатую еще в Llano. Кроме этого, CPU- и GPU-ядра нового семейства APU получили приличный прирост производительности и энергоэффективности, по сравнению с предыдущими поколениями. Сравнение Kaveri и Richland по скорости типичных CPU-задач показывает преимущество новинки в 8-15%, а по скорости 3D-рендеринга вплоть до 33-75% (в таких бенчмарках как 3DMark Fire Strike). Скорость графического ядра в Kaveri вновь выросла значительно сильнее и в очередной раз новый процессор компании AMD стал решением, которое имеет наиболее производительное интегрированное видеоядро в индустрии. В новой серии APU компания продолжила развивать возможности и производительность GPU-ядра, прежде всего. AMD явно использует отличающийся баланс по скорости CPU и GPU, по сравнению с той же Intel. И хотя их конкурент в последнее время также усиливает свои видеоядра, но графические процессоры архитектуры GCN имеют как заметно более привлекательную функциональность, так и впечатляющую энергоэффективность, которая весьма важна для процессоров с невысоким потреблением энергии. Гибридные чипы AMD продолжают лидировать в графических задачах и по возможностям, и по производительности.

Добавить комментарий

Не флудить, реклама в комментариях запрещена

Защитный код
Обновить

Вход на сайт