本帖最后由 huilailewo 于 2013-5-23 21:09 编辑
低功耗APU新篇章:15W A4四核笔记本评测
作者:上方文Q/鲲鹏 编辑:上方文Q
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2011年初,作为AMD融合大业的开端,Brazos APU正式发布,由此开创了一段传奇。这种小小的芯片面积迷你,性能普通,但是因为超低的功耗、超高的能耗比、低廉的价格、强大的GPU规格而备受青睐,迅速得到了广泛的应用,迅速在轻薄和入门级笔记本、迷你主板套装、瘦客户端、嵌入式等众多领域站稳了脚跟。迄今为止,Brazos已经累计出货5000多万颗,是整个AMD公司历史上最为成功的产品。 Brazos取得辉煌之后,AMD虽然因为GlobalFoundries 28nm工艺的问题耽搁了一阵,但好在迅速重整旗鼓,又规划了新的Kabini/Temash,并找回了老伙伴台积电。台积电的28nm进展也不是很顺利,但代工老大就是老大,下血本完善了新工艺,成为整个半导体行业新的一大支柱,Kabini/Temash也是进展非常顺利。
Kabini/Temash APU
今天,Kabini/Temash APU终于正式发布了,它们对于AMD低功耗产品线的重大意义不言而喻:第一次使用28nm工艺、第一次使用美洲虎CPU架构、第一次使用GCN GPU架构、第一次做到四核心x86 SoC(行业内也是第一)、第一次真正专门为平板机设计……
AMD GPU/APU 2013年路线图
有意思的是,随着AMD整体战略的转变,面向嵌入式市场的,新一代“G系列SoC”在硬件上和今天的新产品并无二致,仅仅是针对不同市场做了一些调整而已。现如今,嵌入式已经成为AMD的重点方向之一,未来更会进一步加大投入,以期从中获得更多收入和利润。按照AMD的规划,未来将有40-50%的收入来自嵌入式(VIA你很危险)。
AMD高级副总裁兼全球业务部门总经理Lisa Su在日前的AMD技术日上向我们展示Kabini/Temash APU实物
Kabini APU运行演示
官方超高清图赏——
Kabini/Temash APU实物正面图、LOGO标识
背面,BGA封装
内核照片
内核照片
【Kabini定位、型号、规格解析】 言归正传,我们来好好谈谈Kabini、Temash。它们在硬件上完全相同,只是规格、定位有所差异,注重不同的消费体验。 首先说一下定位,因为只有知道了一款产品是怎么定位的,才能真正去理解它的价值。
Kabini的正式名称是“AMD经典主流APU”,主要针对主流及轻薄笔记本市场,也可以用于小尺寸触摸本、混合本(变形本)、高性能平板机。巧合的是,Intel也正在这几种形态上发力,x86双雄无声地达成了默契。 当然了,厂商们完全可以自由发挥,把Kabini用在任何适合它的地方,刚才说的Brazos的种种用途仍然适用,而且是更加适用。
Kabini APU分为A6、A4、E2、E1四个子系列,竞争对手分别是Intel Core i3(低端型号)、Pentium、Celeron,其中A6、A4偏主流,E2、E1则偏入门级。上一代的Brazos只有E、C两个系列,但这一次最低的C系列不见了,取而代之的是下边要讲的Temash。Kabini这就拔高了位置,向传统A系列靠拢,直接拿Core i3做竞争对手在以往也是不可想象的。 事实上,Kabini A6/A4基本是要接替原来的Trinity A6/A一部分位置的,尤其是A6-4455M、A4-4355M这两款17W超低功耗版,足见AMD对新核心的信心之高。 按照AMD的说法,Kabini是专为娱乐、全天续航需求用户设计的,能够在轻薄尺寸下实现全天候续航及主流性能。
这就是Kabini APU的首发型号全部阵容。一共五款,包括四核心的A6、A4各一款、双核心的E2一款、E1两款。它们全都整合了真正的Radeon HD 8000系列图形核心(Richland里还是VLIW架构),流处理器(Radeon核心)也全部都是128个,低端型号也没有删减而仅仅是运行频率不同,GPU性能自然有所保障。 A6-5200:最高端的,主频达2.0GHz,拥有2MB二级缓存,Radeon HD 8400 GPU的频率也有600MHz,并支持DDR3L-1600内存,缺点就是功耗偏高,热设计功耗25W,超过了Brazos 18W的最高书评。 A4-5000:CPU、GPU频率分别降至1.5GHz、500MHz,GPU改名叫做Radeon HD 8330,热设计功耗因此降至15W,其它完全和A6-5200相同。综合规格适中,这是注定要大热的一款型号。 E2-3000:还是15W,不过变成了双核心、1MB二级缓存,但是频率又稍高一些有1.65GHz,GPU进一步降级为Radeon HD 8280 450MHz。 E1-2500:也是15W,再度降级到1.4GHz、Radeon HD 8240 400MHz,内存频率也仅有DDR3L-1333。 E1-2100:只有9W的热设计功耗,和上代C系列相同。虽然它的CPU频率只有1.0GHz,Radeon HD 8210 GPU的频率也仅为300MHz,但是凭借改进的架构和更多的流处理器,性能方面完全可以超越C-60、C-70,内存频率也比上代高了一个等级。 比较奇怪的一点是,这些型号都只标注了一个CPU频率,而按说它们都应该支持动态加速的,上述图表的标题栏也的确有着Base、Max的字样。这个有待进一步挖掘验证。
下边是官方性能、能耗展示时间,照例是仅供参考,而且还把17W A4-4355M错误地当成了22W。当然了,即便是刨除官方宣传的水分,Kabini的进步也是喜闻乐见的,性能、能耗都有了大幅度的改进。
这张图更值得看。它对比了Brazos 2.0、Kabini在不同场合下的系统级功耗、电池续航时间,还特别给出了Kabini APU本身的功耗数据。 根据这组数据,Kabini的系统功耗在待机、上网、720p高清播放时分别只有4.08W、4.85W、6.44W,比起Brazos 2.0分别低了29%、26%、25%,Kabini APU本身更是仅仅消耗0.77W、1.06W、1.92W,最高都不超过2W! 反映在电池续航时间上更是不得了,45Whr电池的Kabini系统能够坚持6.9-11.0个小时,比上代延长1.7-3.1个小时。 AMD并没有说以上数据来自具体哪款型号,但估计Kabini的应该是是说最底端的E1-2100 9W。——看出热设计功耗、实际功耗的不同了吧。
【Temash定位、规格、型号解析】
Temash的官方名称是AMD至尊移动APU,定位于13寸以下的小尺寸触控笔记本和变形笔记本以及平板机,但是命名上非常大胆,直接都划归到了A6、A4,完全不用E、C,只是数字编号更小,可以作为参考依据。 Temash也没有很严格的正面对手,而是要冲击Intel Core i3、Atom之间的空白区域,因为在平板机市场上Intel并没有奔腾和赛扬,酷睿、凌动两大品牌之间就存在很大的真空地带,AMD就很巧妙地瞄准了这里,并且标榜自己做的是高性能平板机。当然除了平板机,在一些小尺寸触控笔记本中也会看到Temash的身影。
Temash的产品不多,只有三款,GPU流处理器依然都保持了完整的128个。 最高端的是A6-1450,四核心,2MB二级缓存,128个流处理器的Radeon HD 8250 GPU,内存频率DDR3L-1066,而且CPU、GPU两部分都支持频率动态加速,分别为1.0/1.4GHz、300/400MHz,这在整个Kabini/Temash家族中是唯一的一款。 除了内存频率稍低一些,这样的规格已经和Kabini有的一拼,只是核心多、频率低而已。最关键的是,它的热设计功耗仅仅只有8W!是的你没看错,四核心8W。 A4-1250变成了双核心,二级缓存削减到1MB,CPU频率是固定的1.0GHz,Radeon HD 8210 GPU的频率是固定的300MHz,内存频率却提高到了DDR3L-1333,热设计功耗依然是8W(第一表中误为9W)。 AMD特别指出,A4-1250仅会用于微软小屏幕项目(Microsoft Small Screen Program)下的相关设备,操作系统也必须是Windows 8。 A4-1200也是双核心的,CPU频率还是1.0GHz,但是图形核心变成Radeon HD 8180并且降频至225MHz。它的热设计功耗,只有3.9W。相比之下,AMD此前为平板机打造的Brazos Z-60还要4.5W。别看这区区0.6W的改进,一方面它只是热设计功耗,并不是实际功耗,另一方面这只是开始,未来还有改进余地——Brazos能从9W减半到4.5W,Temash要是再减半就不到2W了,拿到手机里都很轻松。
官方性能、能耗宣传时间。A4-1200对比的是C-70,A6-1450则直奔E2-1800,热设计功耗都减少了一半还多,能耗提升幅度自然是成倍成倍的。
这个是加入了Intel的成绩、电池续航对比。
【Kabini/Temash架构解析:美洲虎+GCN强强联手】 因为涉及硬件架构细节,这一部分的技术性非常强,所以我们也不再做太过深入、枯燥的介绍,只是拿出来让大家看看,知道它有哪些方面的改进就行了。
Kabini/Temash APU是全球第一款四核心的x86 SoC,单芯片整合了所有系统级模块(Brazos还是需要独立芯片组的),包括最多四个Jaguar美洲虎CPU核心、2MB二级缓存、GCN GPU图形核心、北桥、DDR3L内存控制器、PCI-E/显示控制器、输入输出控制器等等。
虽然定位入门市场,Kabini/Temash在规格上毫不示弱,各方面都相当现代化: 1、支持Start Now快速启动和唤醒技术、Turbo Dock底座扩展加速技术。 2、CPU核心使用新的美洲虎架构,性能可比山猫(Bobcat)提升最多20%,核心数量最多也有四个。 3、GPU核心使用新的GCN架构,全部128个流处理器,支持DX11.1,计算性能比上代提升最多75%。 4、新的省电技术,众多模块大都支持电源门控,可以在空闲时彻底关闭。 5、内存仅支持单通道的64-bit DDR3,这年头显得很落伍,但是相信凭借1066-1600MHz的高频率,带宽应该不成问题。 6、显示输出支持双屏,单屏最高分辨率2560×1600,输出接口支持四通道DisplayPort 1.2、HDMI 1.4a、DVI。 7、丰富的输入输出:两个USB 3.0、八个USB 2.0、两个SATA 6Gbps、SD 3.0/SDIO。
Kabini系统结构图:内存可以装两条SO-DIMM;SDXC卡容量最大2TB,传输速度最高UHS-I 104Mbps;支持两条mini PCI-E插槽通道,还有两条PCI-E x1可用于以太网卡等外围设备;一条4x GPP通道支持外接独立显卡。
美洲虎架构前端改进
整数单元改进
浮点单元改进
载入/存储单元
数据缓存改进
二级缓存结构
共享的缓存单元
核心平面层(这个才是处理器各个模块真正的分布图)
美洲虎VS山猫:内核面积从4.9平方毫米缩小到3.1平方毫米
一体化北桥和内存:这方面其实和Trinity更像一些,还没有引入HSA融合特性,得明年的Beema
加速计算:单芯片的计算方案,APU历史上也是第一次。GPU可以直接访问一致性内存空间,CPU则可以访问专用的GPU缓冲。GPU与北桥之间的图形内存总线(GMB)是双向256位的,为图形-内存系统提供直接的全速带宽,无需借助一致性机制
GCN GPU架构:这个和Radeon HD 7000系列显卡是一样的,不多说了
【电源管理与Turbo Dock扩展加速】
作为低功耗APU,电源管理自然是重中之重,AMD也研究了不同工作负载下的各模块核心分布,比如说有的非常消耗CPU,而有的严重依赖GPU,这都需要电源管理上的灵活配合。
其中一点就是用低负载模块为邻近的高负载模块进行辅助散热,同时还有专门的功耗分布管理机制,可以根据热设计功耗的限制、CPU核心的空闲与环境温度,来动态地进行分配,提高整体散热空间,而频率和功耗也是极为灵活的,比如四个核心全部运行,总功耗限制4W,那么每个核心的频率就只有1GHz;两个核心工作的时候频率提高到1.2GHz,而总功耗只有3W;一个核心工作的时候主频就可以达到1.4GHz,此时总功耗才2W。
GPU密集型应用中,图形单元在高速运行,发热量很大,而此时CPU核心比较清闲,温度用较低,就能将GPU的一部分热量导过来并带走。顺便可以看出,Kabini APU的核心温度还是比较高的,能够接近90℃,所以散热不可小觑。
CPU密集型应用就正好反过来。
为了做到对功耗、温度的全面监控,APU内部署了大量的监控,CPU、GPU、显示模块、芯片组等等里边都有,就是根据它们提供的情报来对工作状态进行实时调整。
和Intel差不多,AMD也挺看好变形本,也就是拆开当平板机、插上键盘底座就是笔记本,但这个键盘底座不仅仅是用来方便文字输入的,还是一个强大的扩展底座,既能带来更丰富的输入输出,还能扩大热设计功耗限制(最多翻一番),从而可以运行在更高频率上,这就是所谓的Turbo Dock技术。系统还会自动判断当前状态,选择合适的性能模式还是节能模式。
底座模式下的性能最多可以提升几乎40%,大部分项目都有10-15%。
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