Dünyanın önde gelen çip üreticilerinden AMD, masaüstü ve dizüstü bilgisayarlarda kullanılmak üzere geliştirdiği A Serisi Hızlandırılmış Yeni İşlem Ünitesi’nin (APU) güç tüketimi ve performans konusunda getirdiği yenilikleri, International Solid State Circuits Conference’da (ISSCC) tanıttı. AMD tarafından gerçekleştirilen sunumda bahsi geçen yeni güç tüketimi yönetim teknolojileri sayesinde, yeni “Excavator” x86 CPU ve AMD Radeon çekirdeklerinde azımsanamayacak bir performans artışı kaydediliyor. Gerçek bir yonga üstü sistem tasarımı kullanılarak yaratılan Carrizo, bir önceki nesil APU’ya göre grafik ve multimedya performansında artış sağlarken, x86 çekirdekleri güç tüketiminde ise yüzde 40’lık bir azalma gösteriyor.
AMD Carrizo özellikleri
Konu hakkında konuşan AMD yöneticisi Sam Naffziger, “Muhteşem ürünler yaratmaya yönelik hedeflerimizin bir parçası olarak gelecek APU’muz Carrizo için tasarladığımız gelişmiş güç ve performans optimizasyonları, ana akım bir AMD APU’sunun sağladığı en büyük watt başına performans değerlerini sunuyor” diyor ve ekliyor: ”İlk mikroişlemcinin doğuşundan bu yana işlem performansı ve enerji verimliliği açısından dikkat çeken birçok gelişme yaşandı. Ancak yeni üretim süreçlerinden kaynaklanan enerji odaklı yararların gelişimi yavaşladı. Bu da işlemci performansı ve verimliliğini iyileştirecek alternatif yolların arandığı yeni bir döneme girilmesine yol açtı. Sürekli gelişim odağında ilerleyen AMD, Heterojen Sistem Mimarisi (HSA) ve tescilli enerji yönetim teknolojilerine yatırım yapıyor. Gelecek ‘Carrizo’ APU’lar, AMD’nin 25×20 enerji verimliliği hedefine yönelik büyük bir adım olarak dikkat çekiyor. Ayrıca ‘Carrizo’ APU’ları gelecekteki bütün ürün gamımızda kullanılacak birçok yeni özelliği içinde barındırıyor.”
ISSCC etkinliğinde açıklanan Carrizo yenilikleri:
- Bir önceki Kaveri modeline göre yüzde 29 oranında daha büyük çekirdek boyutu;
- Yeni “Excavator” x86 çekirdekleri ile saat başı komutlarda tüketilen enerji miktarının yüzde 40 azaltılması;
- Ayrı güç kaynağı ile beslenen yeni Radeon GPU çekirdekleri;
- Donanımsal H.265 video kod çözüm;
- Performans ve pil ömründe yüzdesel çift haneli iyileşme;
- AMD’nin yüksek performanslı APU’larında ilk defa kullanılan entegre Güney Köprüsü
Mimari gelişmeler
Yüksek yoğunluklu yeni tasarım kütüphaneleri, AMD’nin Carrizo’ya neredeyse aynı boyutlara sahip olan eski nesil Kaveri APU’larına nazaran yüzde 29 daha fazla transistor (3.1 milyar) sığdırmasına olanak sağlıyor. Yoğunluk artışı ayrıca, tek bir çip üzerinde grafik, multimedya yük boşaltması ve Güney Köprüsü sistem kontrolcüsünün yerleştirilmesi için imkan veriyor.
Çoklu ortam için sağlanan donanımsal destekler arasında yeni yüksek performanslı H.265 video standardı ile bir önceki neslin iki katı büyüklüğünde bir video sıkıştırma motorunun eklenmesini de sayabiliriz. Donanıma eklenen H.265 video standardı sayesinde, gerçek 4K çözünürlüğün işlenmesine olanak tanınırken, bu pil ömrünün artmasına ve uyumlu video akışlarını izlerken gereken bant genişliğinin de azaltılmasına olanak sağlıyor.
Ekstra transistorlar Carrizo’ya, HSA Foundation tarafından geliştirilen HSA 1.0 standartları ile uyumlu pazardaki ilk ve tek pazardaki işlemci olma özelliği kazandırıyor. HSA mimarisi, GPU gibi programlama hızlandırıcılarını çok daha sade bir hale getirerek daha az güç tüketimi ile daha fazla işlem performansı göstermelerini sağlıyor.
HSA’ya yönelik ana tasarım avantajlarının başında Carrizo içinde yer alan heterojen Birleşik Bellek Erişimi (hUMA) geliyor. HUMA ile birlikte CPU ve GPU aynı bellek alanını kullanıyor. Böylece her ikisi de platformun belleğine erişebiliyor ve sistemin bellek alanındaki herhangi bir noktaya veri toplayabiliyor. Bu evre uyumlu bellek mimarisi, pek çok görevi yerine getirmek için gereken işlem sayısını büyük ölçüde düşürerek, hem performans, hem enerji verimliliğinde artış sağlıyor.
Yeni enerji verimliliği özellikleri
Yeni enerji verimliliği alanındaki pek çok teknoloji ilk defa Carrizo APU ile birlikte pazara sunuluyor. Geleneksel mikroişlemci tasarımları, kısa süreli voltaj kesintileri sorununu çözmek için talep üzerine yüzde 10 ila 15 arası aşırı voltaj yüklemesi yapıyor. Böylece işlemciye her zaman yeterli voltaj akımı sağlanıyor. Ancak aşırı voltaj, enerji anlamında yüksek maliyet demek çünkü bu sistemde voltaj artışının yaklaşık iki katına denk bir enerji boşa harcanmış oluyor. (Örneğin yüzde 10’luk yüksek voltaj kullanımı yüzde 20 oranında enerji boşa harcıyor.)
Voltaj optimizasyonu için birçok teknoloji geliştiren AMD’nin en yeni işlemcileri, ortalama voltaj ve düşüşleri nano saniye ya da saniyenin milyarda biri kadar kısa bir sürede kıyaslayabiliyor. Carrizo APU’su ile birlikte bu uyarlamalı voltaj operasyonu CPU ve GPU ile çalışıyor. Frekans düzenlemeleri nanosaniye seviyesinde gerçekleştirildiği için işlem performansında neredeyse hiç kayıp yaşanmazken güç tüketimi GPU özelinde yüzde 10’a kadar azaltılırken bu oranın CPU üzerinde yüzde 19’a kadar yükseldiği gözleniyor.
Carrizo ile birlikte gelen bir başka yeni teknoloji ise uyarlanabilir voltaj ve frekans ölçekleme (AVFS) özelliği. Bu teknoloji ile birlikte geleneksel ısı ve güç sensörlerinin yanı sıra, AMD’ye patentli, benzersiz silikon hız kapasitesi sensörleri de çalışıyor. Hız ve voltaj sensörleri her bir APU’nun kendine has silikon özellikleri, platform davranışı ve işletim ortamına uyum sağlıyor. AVFS bu parametrelere gerçek zamanlı uyum sağlayarak, yüzde 30’a varan oranlarda güç tasarrufu sağlıyor.
AMD bu yeni teknoloji ile birlikte çekirdek alanını daraltarak CPU’nun güç kullanımını azaltmak, enerji verimliliği için 28nm teknolojisini optimize etmek ve enerji sıkıntısı yaşanan noktalarda maksimum verim sağlamak üzere GPU uygulamasını uyumlu hale getirdi. Bu sayede aynı frekanstaki Kaveri grafiklerinde de yüzde 20’ye varan oranlarda enerji verimliliği sağlandı. AMD’nin enerji verimliliği alanındaki bu yenilikleri, üretim teknolojisi küçüldükçe daha fazla güç tasarrufu elde etme artısının yanı sıra 28nm sürecinin maliyetini ve özelliklerini de korumayı hedefliyor.
