王欣

挖掘機(jī)架構(gòu)真正的魅力在于大幅降低了功耗，這使得Carrizo更適合筆記本電腦等移動(dòng)設(shè)備。

正當(dāng)業(yè)內(nèi)同行紛紛議論AMD似乎沉默的太久時(shí)，代號(hào)為Carrizo的第6代APU終于浮出了水面。按照AMD融合戰(zhàn)略來(lái)看，Carrizo是其四步曲的完結(jié)篇：Llano實(shí)現(xiàn)CPU和GPU的物理整合、Trinity/Richland進(jìn)一步溝通了CPU和GPU的互聯(lián)能力、Kaveri引入統(tǒng)一尋址，這之后Carrizo最終在架構(gòu)、操作系統(tǒng)、加速計(jì)算等各個(gè)方面做到了CPU/GPU的真正融合，并完整支持HSA 1.0異構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。

作為完成融合戰(zhàn)略的終極產(chǎn)品， Carrizo在各方面都做出了榜樣： CPU架構(gòu)由“推土機(jī)”家族演進(jìn)至第四代 “挖掘機(jī)”（Excavator），依舊采用最多四模塊八核心的設(shè)計(jì)。雖然每個(gè)模塊（Cluster）包含兩個(gè)核心，共享浮點(diǎn)運(yùn)算器、取指令和譯碼器以及二級(jí)緩存，但多任務(wù)處理能力表現(xiàn)還是相當(dāng)?shù)牟诲e(cuò)。事實(shí)上，挖掘機(jī)架構(gòu)真正的魅力在于大幅降低了功耗，這使得Carrizo更適合筆記本電腦等移動(dòng)設(shè)備。對(duì)AMD來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)推土機(jī)、打樁機(jī)、壓路機(jī)、挖掘機(jī)的演變進(jìn)程，Cluster模式已經(jīng)發(fā)揮了其功效，下一代產(chǎn)品也許會(huì)有更大的進(jìn)步。

GPU架構(gòu)采用的是最新GCN 1.2，擁有8個(gè)圖形核心、2個(gè)RB光柵單元，512個(gè)流處理器，512KB圖形二級(jí)緩存，支持DX12。新的架構(gòu)在曲面細(xì)分性能、單位帶寬性能、無(wú)損三角形色彩壓縮、高質(zhì)量縮放器、更新的ISA指令集等方面均進(jìn)行了優(yōu)化，泄漏減少18%和更快的RVT設(shè)備調(diào)速機(jī)制讓Carrizo的GPU功耗控制有了明顯提升——結(jié)合其他改進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)同等功耗下頻率提升10%，或者同等頻率下功耗降低20%。當(dāng)然，針對(duì)HSA異構(gòu)計(jì)算進(jìn)行優(yōu)化，無(wú)損Delta色彩壓縮算法等改進(jìn)可以有效提升內(nèi)存帶寬受限時(shí)的性能，這也是另一大福音。

AMD的推土機(jī)家族是典型的長(zhǎng)流水線、高主頻架構(gòu)，但是最新的挖掘機(jī)通過(guò)高密度庫(kù)設(shè)計(jì)（high-density library），在工藝不變的前提下，晶體管數(shù)量增加了29%（31億個(gè)），同時(shí)還讓CPU部分的面積減小了23%，部分模塊甚至減小了30%以上。挖掘機(jī)CPU還在現(xiàn)有功率和溫度傳感器的基礎(chǔ)上加入了10個(gè)適應(yīng)性電壓與頻率感應(yīng)模塊（AVFS），包含大約500個(gè)頻率感應(yīng)路徑，能針對(duì)特定的性能、功耗設(shè)定最精確、最合適的優(yōu)化運(yùn)行點(diǎn)，在允許的電壓和溫度范圍內(nèi)全面優(yōu)化能效。此外，Carrizo還新增了S0i3待機(jī)狀態(tài)，此時(shí)會(huì)關(guān)閉幾乎全部運(yùn)算單元，只保留部分輸入輸出和喚醒功能，功耗不足50毫瓦，而傳統(tǒng)的S3待機(jī)狀態(tài)只能做到1.5W以下——提升頻率降低功耗的做法令能效提高成為順理成章之事，難怪此次AMD又重申了此前提出的“25X20”計(jì)劃，即到2020年，APU處理器的能效（性能功耗比）將會(huì)比現(xiàn)在提高25倍！

Carrizo整合了南橋芯片，第一次在主流計(jì)算領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了SoC，提升了集成度的同時(shí)有利于降低系統(tǒng)復(fù)雜度和成本。AMD特別提出了Carrizo在視頻表現(xiàn)上的一技之長(zhǎng)：從底層支持低功耗視頻播放的方式僅需以少量附加電路，即可完成將視頻播放過(guò)程中的處理帶入到顯示控制引擎，同時(shí)結(jié)合門電路控制和更有效的執(zhí)行和集成FCH，可令Carrizo實(shí)現(xiàn)與上一代產(chǎn)品相比不到一半的視頻播放功率——AMD胸有成竹地表示，Carrizo的視頻播放電池續(xù)航能力將得到2倍提升。

Carrizo還是首個(gè)應(yīng)用H.265/HEVC硬件解碼的主流筆記本處理器，在高清視頻播放中可以提供比同類產(chǎn)品高接近三倍觀賞時(shí)間，請(qǐng)注意這里的3倍與上文中2倍并不矛盾——播放高清視頻時(shí)，由于硬件解碼的功效，因此Carrizo可實(shí)現(xiàn)3倍于同類產(chǎn)品的功效。此外，AMD特別強(qiáng)調(diào)已經(jīng)與國(guó)內(nèi)的播放器廠商暴風(fēng)影音、迅雷等在HEVC展開合作。

從上述描述看來(lái)，Carrizo在性能上的提升其實(shí)并非重點(diǎn)，很明顯AMD把更多的精力放在了能效、功耗方面，無(wú)論架構(gòu)設(shè)計(jì)還是工藝制程都在為此服務(wù)。眾所周知，微軟Windows 10系統(tǒng)已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)萬(wàn)眾矚目的焦點(diǎn)，AMD強(qiáng)調(diào)了Carrizo專為Windows 10進(jìn)行了優(yōu)化，能夠支持其所有最新特性，提供更出色的娛樂(lè)體驗(yàn)。由于內(nèi)建了由ARM Cortex A5微控制器、片上ROM和SRAM一級(jí)加密協(xié)處理器組成的專用安全子系統(tǒng)，因此使用Carrizo的筆記本電腦能夠提升自身的安全性。

當(dāng)然，APU產(chǎn)品在顯示性能部分的表現(xiàn)一直強(qiáng)于對(duì)手，此次Carrizo則內(nèi)置了AMD Radeon R6/R7顯卡，按照AMD的說(shuō)法，全新的顯卡能夠提供更出色的游戲體驗(yàn)——更強(qiáng)的游戲性能、更流暢的實(shí)時(shí)流媒體傳送以及一倍于上一代產(chǎn)品的游戲續(xù)航——瞧，在所有關(guān)鍵部分AMD都提到了續(xù)航和功耗，可見Carrizo的重點(diǎn)所在。

就廠商提供的資料以及我們所見到的demo效果看來(lái)，AMD的確在Carrizo上相比自己有了巨大提升——正如所有努力都會(huì)獲得回報(bào)一樣，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的布局和戰(zhàn)略規(guī)劃，我們能夠看到APU走過(guò)的這段歷程和AMD取得的進(jìn)步。然而作為上游廠商來(lái)講，最終產(chǎn)品還是要以整機(jī)的方式展示給消費(fèi)者，這不僅決定于平臺(tái)本身，更決定于OEM合作伙伴。讓我們拭目以待，期待基于Carrizo的產(chǎn)品會(huì)有不錯(cuò)的市場(chǎng)表現(xiàn)。□