建構環繞運算 超微新一代運算平台架構
智慧手機、平板裝置、遊樂器在新興觸控人機介面下,x86架構創新者超微半導體(AMD)以其在獨立顯卡、結合GPU與CPU的APU加速處理器、低功耗極纖薄筆電與平板,以及半客製化矽智財IP打造次世代遊樂器中樞的領先技術,協助業者建立一個能運用語音╱臉部辨識、體感╱手勢控制與穿戴式應用的多元化數位裝置,所建構的環繞運算(Surround Computing)新紀元…
AMD以FX CPU與A/E APU 固守既有預算型DT/NB市場
超微半導體(AMD)列在時程圖上的各種新世代處理器計畫代號雖然經常更動與延遲,但仍憑藉著有限的研發資源下,在今年以推動環繞運算(Surround Computing)為願景,針對獨立顯卡推出次世代繪圖核心(Graphics Core Next,GCN)的Sea Islands、Solar Systems為代號的獨立顯卡產品。包含Radeon HD 8000系列獨立顯卡,及針對筆記型電腦Radeon HD 8000M系列筆記型繪圖晶片,在獨立顯卡與筆電平台的GPU效能上取得領先競爭對手英特爾的態勢,而Radeon繪圖技術也獲得三大遊戲機硬體開發商(Microsoft、SONY、Nitendo)採用。
至於在既有的Desktop效能級PC與著重遊戲效能的遊戲筆電市場。AMD推出採32nm製程SOI絕緣矽製程的不鎖頻(可超頻)的FX-8xxx/6xxx/4xxx系列處理器(代號Vishera)。Vishera採用繼Bulldozer之後的第二代Piledrive核心架構─採取2Core+1FP雙核心共享一組浮點運算單元的配對模組設計,核心電路針對單核與多線緒最佳化(Multi-Thread optimization)設計,加大擷取μOP微指令碼的fetch cache(L1 I-Cache)設計、改善分歧預測(Mis-Predict improvement)與減少L2 Cache延遲週期,並且加入AVX/AVX 1.1、AES指令集,尤其是等同Intel第四代Core(Haswell)處理器所新興FMA3、F16C指令集。處理器對外採AM3+ Socket插座╱腳位設計,並且提供4/6/8核心的版本選購。
AMD FX-9xxx/8xxx處理器可搭配990/SB710&SB750、990X/SB810&SB850、990FX/SB920&SB950晶片組,以990FX北橋搭SB950南橋為例,雙向以PCIe 2.0 x4(2GB/s雙向頻寬)相互連接,支援3200GHz HyperTransport匯流排(HT 3.1),最大支援到四組PCIe 2.0 x16,14組USB 2.0與6組 SATA6Gbps介面埠。
最高等級的4.7GHz(5GHz) FX-9590、4.4GHz(4.7GHz) FX-9370、4GHz(4.2GHz) FX-8350、3.5GHz(4GHz) FX-8320為8核心設計,每核心擁有獨立1MB L2Cache,以及8核心共享的8MB L3Cache,8350)不鎖頻,支援加速架構,FX系列均為不鎖頻的設計,主攻追求高階高效能玩家與超頻狂熱份子;六核心3.5GHz(4.1GHz)FX-6300與四核心、4MB L3Cache設計的4.2GHz(4.3GHz) FX-4350、3.8GHz(4GHz) FX-4300則供中階與入門效能級市場。
在加速處理器(APU)部份,AMD推出採第三代Steamroller核心的Richland核心架構,採用跟Piledrive相同的雙線緒最佳化(Multi-Thread optimization)、Fetch cache/L1 I-Cache、分歧預測改善與減少L2 Cache延遲的CPU核心改良,同時導入Radeon 8000系列同等級的GCN繪圖核心架構(800~844MHz),以及第三代AMD Turbo Core Technology渦輪核心加速技術,GPU/CPU時脈可依照工作負載性質各自做動態做超頻╱降頻。
目前在桌上型APU部份,Richland處理器採FM2 Socket插座╱腳位設計,設計功率56/65W/100W,從最高效能等級四核4.1GHz(4.4GHz) A10-6800K、3.7GHz(4.3GHz) A10-6700、3.9GHz(4.2GHz) A8-6600K、3.5GHz(4.1GHz) A8-6500,到僅兩核的3.9GHz(4.1GHz) A8-6400K處理器。所搭配的南橋控制端晶片(FCH)為有A55、A75、A85X(Hudson D4)與A88X(Bolton D4),A85X與A88X以PCIe 2.0 x4(雙向頻寬2GB/s)Unified Media Interface(UMI)匯流排與APU相連接,支援四組USB 3.0/2.0與八組USB 2.0/1.1介面埠,六組SATA6Gbps介面埠;晶片組本身提供一組PCIe 2.0 x4匯流排,若搭配A88X,更可提供1組PCIe v3.0 x16擴充槽或兩組PCIe v3.0 x8/x8擴充槽的設計。
AMD筆記型╱平板處理器藍圖規劃
筆記型APU部份,筆記型Richland處理器同樣採32nm SOI製程的Piledrive核心,設計功率降為17/35W。搭配的晶片組為從最高效能四核A10-5757M(2.5GHz/3.5GHz/4MB L2)、A10-5750M、A10-4657M、A10-4600M、A10-4655M(2GHz/2.8GHz/4MB L2),1.6~1.9GHz/2.4~2.8GHz的四核A8-4557M、A8-4555M、A8-4500M,到1.9~2.7GHz/2.4~3.2GHz/1MB L3的雙核A6-4455M、A6-4400M、A4-4355M、A4-4300M處理器。A8、A10 APU的筆記型平台安裝Catalyst 13.6版驅動程式,可應用AMD無線顯示技術3.0(AMD Wireless Display, AWD 3.0),搭配BroadComm、QualComm/Atheros公司的802.11a/b/g/n/ac WiFi晶片╱收發模組,即可以符合WiFi MiraCast的無線顯示規範,以WiFi無線傳送方式傳送1080p高解析影音內容;同時AMD也附贈該公司所開發的臉部辨識、手勢控制與多螢幕鏡映輸出軟體,以及針對AMD APU架構最佳化的遊戲軟體。
AMD推出委託台積電(TSMC)28nm製程的A6/A4-5xxx系列Kabini SoC處理器,以及A4-1xxx系列、E系列Temash SoC處理器。Kabini/Temash APU處理器均採用第三代Juguar處理器核心技術,並且採取類似Haswell/Sharkbay平台的SoC單晶片設計,將傳統CPU+Radeon 8000 GPU(APU)與PCH南橋晶片整合並封裝成一組SoC級單晶片,可減少ODM/OEM廠設計超薄筆電與低功耗行動裝置的PCB空間。
針對Ultrathin超纖薄筆電設計的Kabini SoC採用雙/四核Jaguar CPU加500/600MHz GPU的APU設計,支援雙通道DDR3記憶體,平均設計功耗為15~25W;從最高效能四核A6-5200(2GHz/2GHz/2MB L2/25W)、A4-5000(1.5GHz/2MB L2/15W)。以及E系列的E2-3000(1.65GHz/1MB/15W)、E1-2500(1.4GHz/1MB/15W)與E1-2100(1GHz/1MB/9W)。
AMD看好搭配Windows 8.1觸控作業系統的x86架構平板電腦,未來三年內的市佔率可以爬升到20%。針對平板電腦所設計的低功耗Temash SoC處理器,採雙╱四核Jaguar CPU加225/300/MHz GPU的APU設計,僅支援單通道DDR3L記憶體,功耗為3.9W/8W;有四核/2MB L2設計的A6-1450(1GHz/1.4GHz/8W),以及雙核/1MB L2設計的A4-1250(1GHz/8W)、A4-1200(1GHz/1MB L2/3.9W)。
AMD處理器藍圖規劃
在伺服器(Server)處理器部份,AMD將針對入門1P 網頁╱企業伺服器市場區段,在2014年推出代號Seatlle處理器,它將使用跟安謀(ARM)結盟且授權的64位元ARM─Cortex-A57核心架構,採16核心的設計,主打極為注重低功耗表現的輕量級╱微型伺服器市場。往上則回到自家開發的x86架構部份,則是推出代號Berlin的4核Streamroller核心架構的處理器。至於針對高階2P、4P企業主流伺服器市場區段,則會推出代號Warsaw處理器─採12/16核Piledrive核心架構設計,仍維持32nm SOI製程。
至於桌上型處理器部份,效能級別的產品將持續採用AM3+插座╱腳位設計的四╱六╱八核Vishera,一直到 2015 年都不會見到任何更新。桌上型APU部份,在2014年之前仍使用Richland處理器架構;原先預定在2013年下半會出現的異質系統架構(Heterogeneous Systems Architecture,HSA)技術的Kaveri處理器,將會延後到2014年第二季之後上市。Kaveri處理器將使用HAS架構的hUMA技術─CPU和GPU能共享並存取同一個記憶體空間,避免反覆CPU與GPU之間的資料複製、傳遞造成無謂的頻寬與效能的延遲。
2014年下半會介紹Kaveri的接替者Carrizo,預計採用DDR4記憶體,Carrizo將繼續使用A88X 或A78的FCH南橋晶片,TDP設計功率最大為 65W,同時有望採用 DDR4 記憶體。
AMD為微軟(Microsoft)與新力(SONY)進行半客製化矽智財(Semi-Customized IP)業務服務,以八核Jaguar處理器核心架構為基礎,分別微軟Xbox One遊戲機以及SONY PlayStation 4遊戲機的打造新一代加速處理器(APU)的中樞。針對Xbox One的APU為8核Jaguar核心加12管線的Radeon HD 8000(GCN)繪圖核心(具備768個繪圖運算單元),內嵌32MB eSRAM高速緩衝記憶體設計,外接8GB DDR3- 2133MHz動態記憶體。
至於SONY PlayStation 4(PS4)的APU,則採用8核心Jaguar核心架構,融合加12管線Radeon HD8000(GCN)繪圖核心(具備1152個繪圖運算單元,外搭8GB超高速GDDR5 5500MHz繪圖記憶體,預計2013年底誕節前夕,Xbox One與PlayStation4開始供貨。AMD寄望在嵌入式與半客製化市場佔的營收比重,能從2012年的5%提高到2013年底的20%,未來幾年內更提高到40~50%。
在入門基本(essential)價格區間中,AMD 將推出一款代號Beema的 APU,將使用Puma+ CPU核心與次世代Radeon GPU(GCN)。這款 APU 將會內建 SOC FCH,支援 HSA 計劃並採取FT3 BGA封裝;2015年將由代號Nolan所取代。Nolan採四核心加新世代AMD Radeon GPU,預計將會採用FT4 BGA封裝╱腳位的設計。






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