AMD于日前在台湾台北市内召开了「AMD Technology Forum and Exhibit (AMD TFE)」,在此次大会上该公司首次公布了计划于明年面向主流PC推出的CPU「Llano」,并在现场进行了运行展示,同时该公司还首次对外公开了Llano的晶元,通过此次的展示情况可以看出,Llano相对而言会更加重视GPU的性能。
从今年年底到明年年中,AMD公司计划将会推出三个全新系列CPU。最初推出的是面向低端市场的新架构「Bobcat」。明年年中将会推出面向高端市场的新微处理器架构「Bulldozer」。同时明年上半年将会推出面向主流市场的CPU Llano。这样我们也就可以看出AMD公司在2011年的竞争战略。
在这三个新系列CPU中,Bobcat和Bulldozer微处理器架构曾在8月份举行的「Hot Chips」上对外展示过,同时在9月份Intel Developer Forum(IDF)大会期间,AMD公司也对外公布了Bobcat的运行情况。至于Bulldozer则通过GLOBALFOUNDRIES对外公布了核心照片。而Llano除了在2月份的IEEE International Solid-State Circuits Conference大会上公布了部分技术细节之外,其它情况则一无所知。
这次AMD公司高层Chris L.Cloran先生(Corporate Vice President and General Manager, Computing Solutions Group, Client Division, AMD)正式对外展示了Llano的晶元,并且进行了运行展示。在本次的展示中,Llano分进行了圆周率计算、蓝光播放、基于GPU的n-Body模拟处理等。演示时间很短,但是却足以显示出Llano的多任务和多功能性。
手持Llano晶元的 Chris L. Cloran先生(Corporate Vice President and General Manager, Computing Solutions Group, Client Division, AMD)
AMD TFE上进行的Llano运行演示此次的AMD TFE,AMD公司公布了很多有关Llano的技术细节信息。首先就是Llano的核心面积要比之前的产品大许多,达到了200平方毫米左右。同时会上得到了确认Llano加入了新的模块,新的模块用于GPU和北桥的连接。从这点可以看出在Llano的设计上,AMD更加关注GPU核心的运算性能表现。这个如果与Intel公司计划于明年推出的「Sandy Bridge」对比一下的话就显得更加明了。Sandy Bridge和Llano均集成有4个处理器核心,集成GPU ,PCI Express,双通道内存控制器。其构成非常相似,但是主要内容却有很大不同。下面是Llano和Sandy Bridge核心对比图:
Llano与Sandy Bridge对比
在Sandy Bridge中,CPU核心与缓存占据了整个核心一半以上的面积。而Llano的CPU核心与缓存仅占据了约30%左右的面积。这里面的差距可以推定被GPU应该是被GPU核心占据。如果面积够大,那么GPU的性能就可以得到提升。根据AMD公司高层Bob Grim的介绍,Llano的GPU性能将会与独立显卡看齐。
由于内置了较大的GPU核心,这也意味着AMD公司更注重GPU的通用处理性能。AMD着重强调了CPU核心与GPU核心的并行处理,也就是我们常听说的异构处理。对此AMD公司Chris L.Cloran表示:“Intel公司显然是想提升X86性。因此Sandy Bridge的GPU较小。而对于我们则打算使用平衡的方法。X86的性能非常重要,不过最好同时GPU的处理也十分重要。因此我们希望实现电脑负荷处理效率的平衡。”
简单得说,Intel公司通过较大的处理器核心面积仍然继续着X86性能提升的方向,而AMD公司则认为今后GPU核心处理性能将更为重要。因此Intel的GPU核心面积相对较小,而AMD的CPU核心则小于竞争对手。不过在Intel x86核心方面,vector单元已经提升至256-bit,并且对AVX提供了支持,因此scalar处理器的矢量性能也得到了提升。因此Intel CPU核心面积大的理由就是矢量性能的提升。
AMD Llano将主要面向笔记本电脑市场。根据Cloran先生介绍,Llano将率先推向笔记本电脑市场,然后再进军台式机市场。因此作为下一代主流的笔记本电脑处理器,AMD也十分重视Llano的功耗控制。AMD已经公布Llano将会使用32nm K10核心技术。但是在功耗控制方面与以前的AMD K10完全不同。为了有效控制Llano的功耗,AMD公司在三个方面进行了努力:生产工艺、电路设计水平以及架构。比如在生产工艺上,使用的是GLOBALFOUNDRIES的32nm SOI「High-k Metal-Gate (HKMG)」工艺,从而有效降低了晶体管漏电(Leakage)。 在电路设计通过LC-RVt晶体管的使用实现了漏电的减少,同时支持更深的待机。而在架构方面则可以实现更加精细的功耗控制。
因此与45nmK10核心相比的话,32nm Llano核心的功耗降低了许多。其中漏电减少68%。总之Llano的CPU核心无论是在待机或是在运行的时候功耗均得到了大幅下降。
同时在架构有关性能的部分,Llano K10核心相对于当前的K10核心也进行了扩展。虽然扩展部分并不大,不过效率上的提升占据了很重要的部分。首先就是顺序执行指令的数量由之前的74条提升至84条。同时整数浮点(FP)实际执行量也得到了提升。整数运算除了硬件化以外,浮点运算(FP)指令等待时间也有缩短。
32nmK10核心
虽然核心进行了扩展,但是CPU核心的内部布局基本没有变化。这点通过下面的对比图就可以看出。
主要的变化就是核心尺寸的缩小。AMD K8/K10系列CPU核心通过生产工艺的提升,核心面积不断缩小,通过32nm工艺核心面积终于降至了10平方毫米。与同样基于32nm的Sandy Bridge相比,CPU核心面积只有其一半左右。(Sandy Bridge CPU核心内置有L2缓存)。因此AMD Llano虽然核心面积与Sandy Bridge相近,但是却可以配备更大面积的GPU核心。
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