AMD Accelerated Processing Unit(エーエムディー・アクセラレーテッド・プロセッシング・ユニット、略称:AMD APU)とは、AMDが2006年から開発を行なっている、CPUとGPUとを合成・統合させた新しい製品の名称である。AMDはもともとCPUおよびチップセットを手がけるメーカーだったが、このAPUの計画は、AMDによるATIの買収により浮上した。AMD APUの当初の開発コード名はAMD Fusion(フュージョン)であり、2011年の正式製品発表当初は「AMD Fusion APU」と表記されていたが、2012年後半以降、AMDは単に「APU」と呼称している。

## ロードマップ

AMD APU製品のロードマップを以下に示す 。

| コードネーム | 正式発表 | CPU | | | GPU | | |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| アーキテクチャ | コア数 (スレッド数) | 製造 プロセス | アーキテクチャ | 演算 ユニット | 製造 プロセス |
| Zacate Ontario Desna Hondo | 2011年1月 | Bobcat | 1(1)-2(2) | 40nm | VLIW5 | 80 | 40nm |
| Llano | 2011年6月 | K10 | 2(2)-4(4) | 32nm | VLIW5 | 160-400 | 32nm |
| Trinity | 2012年5月 | Piledriver | 1(2)-2(4) | 32nm | VLIW4 | 128-384 | 32nm |
| Richland | 2013年3月 | Piledriver | 1(2)-2(4) | 32nm | VLIW4 | 128-384 | 32nm |
| Kabini Temash | 2013年5月 | Jaguar | 2(2)-4(4) | 28nm | GCN (第二世代) | 128 | 28nm |
| Kaveri | 2014年1月 | Steamroller | 1(2)-2(4) | 28nm | GCN (第二世代) | 192-512 | 28nm |
| Beema Mullins | 2014年4月 | Puma | 2(2)-4(4) | 28nm | GCN (第二世代) | 128 | 28nm |
| Carrizo-L | 2015年5月 | Puma+ | 2(2)-4(4) | 28nm | GCN (第二世代) | 128 | 28nm |
| Godavari | 2015年5月 | Steamroller | 1(2)-2(4) | 28nm | GCN (第二世代) | 256-512 | 28nm |
| Carrizo | 2015年6月 | Excavator | 1(2)-2(4) | 28nm | GCN (第三世代) | 256-512 | 28nm |
| Stoney Ridge | 2016年6月 | Excavator | 1(2) | 28nm | GCN (第三世代) | 128-192 | 28nm |
| Bristol Ridge | 2016年6月 | Excavator | 1(2)-2(4) | 28nm | GCN (第三世代) | 256-512 | 28nm |
| Raven Ridge | 2017年10月 | Zen | 2(4)-4(8) | 14nm | GCN (第五世代) | 192-704 | 14nm |
| Picasso | 2019年1月 | Zen+ | 4(4)-4(8) | 12nm | GCN (第五世代) | 192-704 | 12nm |
| Dali | 2020年1月 | Zen | 2(2)-2(4) | 14nm | GCN (第五世代) | 128-192 | 14nm |
| Renoir | 2020年1月 | Zen 2 | 4(4)-8(16) | 7nm | GCN (第五世代) | 320-512 | 7nm |
| Pollock | 2020年8月 | Zen | 2(4) | 14nm | GCN (第五世代) | 192 | 14nm |
| Lucienne | 2021年1月 | Zen 2 | 4(8)-8(16) | 7nm | GCN (第五世代) | 384-512 | 7nm |
| Cezanne | 2021年1月 | Zen 3 | 4(8)-8(16) | 7nm | GCN (第五世代) | 384-512 | 7nm |
| Barcelo | 2022年1月 | Zen 3 | 4(8)-8(16) | 7nm | GCN (第五世代) | 384-512 | 7nm |
| Rembrandt | 2022年1月 | Zen 3+ | 4(8)-8(16) | 6nm | RDNA 2 | 256-768 | 6nm |
| Raphael | 2022年8月 | Zen 4 | 6(12)-16(32) | 5nm | RDNA 2 | 128 | 6nm |
| Mendocino | 2022年9月 | Zen 2 | 2(2)-4(8) | 6nm | RDNA 2 | 128 | 6nm |
| Dragon Range | 2023年1月 | Zen 4 | 6(12)-16(32) | 5nm | RDNA 2 | 128 | 6nm |
| Phoenix | 2023年1月 | Zen 4 Zen 4c | 4(8)-8(16) | 4nm | RDNA 3 | 256-768 | 4nm |
| Hawk Point | 2023年12月 | Zen 4 | 6(12)-8(16) | 4nm | RDNA 3 | 512-768 | 4nm |
| Granite Ridge | 2024年6月 | Zen 5 | 6(12)-16(32) | 4nm | RDNA 2 | 128 | 6nm |
| Strix Point | 2024年6月 | Zen 5 Zen 5c | 10(20)-12(24) | 4nm | RDNA 3.5 | 768-1024 | 4nm |
| Fire Range | 2025年1月 | Zen 5 | 12(24)-16(32) | 4nm | RDNA 2 | 128 | 6nm |
| Strix Halo | 2025年1月 | Zen 5 | 8(16)-16(32) | 4nm | RDNA 3.5 | 2048-2560 | 4nm |
| Krackan Point | 2025年1月 | Zen 5 Zen 5c | 6(12)-8(16) | 4nm | RDNA 3.5 | 256-512 | 4nm |

## GPUコンピューティングにおけるAPUとHSA

旧来のGPUはグラフィック処理に関する機能のみに特化していたが、プログラマブルシェーダーの出現以降、汎用性に関してもその能力を拡大させてきた。GPUの高い並列処理性能を汎用処理にも活用し、コプロセッサ的な役割をさせる取り組みがGPGPUである。AMD(旧ATI)も早くから自社GPU(FireStream、Radeonなど)を活用したストリームプロセッシング技術 (ATI Stream/AMD Stream) を開発・実用化し、普及に取り組んでいたものの、競合となるNVIDIAのほうが統合開発・実行環境CUDAの整備によって普及率の点で先行していた。

GPUは並列処理に特化することでCPUをはるかに超える理論演算性能を実現しており、それを汎用処理に活用するのがGPGPUのコンセプトだが、従来のCPUとGPUとはメモリ空間が完全に独立しており、CPU-GPU間のメモリ転送にかかる処理時間およびプログラミング上の手間が、性能のボトルネックやソフトウェア開発の難しさにつながるという問題も抱えている。たとえばGPUで演算した結果をCPUで読み出して利用する場合、従来アーキテクチャではGPUメモリからCPUメモリへのデータ転送が必要となる。これは物理的にメモリが分離されているディスクリートGPUとCPUによる構成だけでなく、従来型のオンボードグラフィックスやCPU内蔵GPUといった、物理メモリを共有する構成においても同様である。

AMDはこの問題をハードウェアレベルで根本的に解決する道として、開発コードAMD Fusionのもとに、GPUをCPUと統合するFusion System Architecture (FSA) 構想を掲げることになる。GPUとCPUを統合することで、物理的にも論理的にもメモリ空間が統一され、煩雑なCPU-GPU間のメモリ転送をなくすことができる。

なおAMDは、2012年からはFSAをHeterogeneous System Architecture (HSA) 構想へと改称し、さらにHSAの実装形態であるAMD Fusion改めAMD APUをもってして、異種計算資源(異種プロセッサ)混在環境をターゲットに据えた標準API規格「OpenCL」およびヘテロジニアスマルチコアテクノロジーによるCPUとGPUの融合を推進している。

Kabini/Temash世代以降ではGraphics Core Next (GCN) 世代のGPUを搭載し、Mantle APIにも対応した。

また、HSAの完成形を支える要素技術のうち特に重要なものとして、CPU/GPUのメモリ一貫性(キャッシュコヒーレンシ)やGPUページフォールトのサポートを実現する heterogeneous Uniform Memory Access (hUMA) が挙げられるが、hUMAに対応するAPUはKaveri世代以降である。

その他、HSA環境ではHSAIL (HSA Intermediate Language) と呼ばれる中間言語(バイトコード)によって、ハードウェアの違いを吸収できる。コンパイラ側がHSAIL生成に対応することにより、OpenCL CやC++ AMPといった並列コンピューティング向けの専用言語だけでなく、Javaのような仮想マシンベースの汎用言語でもHSA環境で動作するプログラムを記述できることになる。

## 他社製品への影響

Intelは、Intel AtomおよびWestmere世代のClarkdaleでCPUにGPU (Intel HD Graphics) を内蔵し、Sandy Bridge世代以降でCPU内蔵GPUの性能を大幅に向上させた。以降は従来型のオンボードグラフィックスの代替として、内蔵GPUは標準的な機能となった。NVIDIAも自社GPUであるGeForceをARMプロセッサと統合したNVIDIA Tegraシリーズを開発・販売している。

HPCなどでGPGPUの絶対性能を追求する場合、統合GPU (Integrated GPU, iGPU) よりも単体GPU (Discrete GPU, dGPU) とCPUによる構成のほうが依然として有利であることには変わりないが、AMD APUのような統合製品はノートPCやモバイル環境を考慮して、省電力性能やワットパフォーマンスを重視した設計となっている。

ゲーム機ベンダーでは独自チップの開発コストが高騰していたため、主にコスト削減の目的で統合型のチップが求められた。Xbox Oneは、AMD APUを採用し、PlayStation 4は、当初Intelと開発を進めていたが、AMD APUに切り替えられた。

## 製品

以下ではデスクトップパソコンとノートパソコン向けの主なAPU製品について、世代ごとに記述する(ビジネス向けの製品や、省電力ノートやタブレット向けのUltra-mobile APUと呼ばれる製品は省略されている場合がある)。

### パフォーマンスコア

#### K10世代

2011年6月に発表された製品群。CPUアーキテクチャは改良版K10で、GPUアーキテクチャはVLIW5。

- 製造プロセス: 32nm
- DirectX 11.0(FL 11\_0), OpenGL 4.5, UVD 3

- 対応ソケット: Socket FM1

- 対応ソケット: Socket FS1

#### Piledriver世代

2012年5月に発表された製品群。CPUアーキテクチャはPiledriverで、GPUアーキテクチャはVLIW4。

- 製造プロセス: 32nm
- DirectX 11.0(FL 11\_0), OpenGL 4.5, UVD 3

- 対応ソケット: Socket FM2

2013年3月に発表された製品群で、Trinityのマイナーチェンジ版。CPUアーキテクチャはPiledriverで、GPUアーキテクチャはVLIW4。

- 製造プロセス: 32nm
- DirectX 11.0(FL 11\_0), OpenGL 4.5, UVD 3

- 対応ソケット: Socket FM2

#### Steamroller世代

2014年1月に発表された製品群。CPUアーキテクチャはSteamrollerで、GPUアーキテクチャはGCN(第二世代)。CPUとGPUをより統一的に扱う技術「HSA」に対応した。特にHSAのhUMAに対応した点が特徴。Kaveriからオーディオプロセッサ「TrueAudio」を統合した。GPUアーキテクチャの刷新に伴い、新しいグラフィックスAPI「Mantle」に対応した。この世代から内蔵GPUはRadeon HD 8670Dといった型番で公表されず、Radeon R7のようなシリーズ名のみとなった。

- 製造プロセス: 28nm
- DirectX 12(FL 12\_0), Vulkan 1.2, OpenGL 4.6, UVD 4

- 対応ソケット: Socket FM2+

2015年5月に発表された製品群で、デスクトップ向けKaveriのマイナーチェンジ版。CPUアーキテクチャはSteamrollerで、GPUアーキテクチャはGCN(第二世代)。開発コードネームをKaveri Refreshとしていた時期もあった。

- 製造プロセス: 28nm
- DirectX 12(FL 12\_0), Vulkan 1.2, OpenGL 4.6, UVD 4

- 対応ソケット: Socket FM2+
- A10-7890KにはAMD Wraith Coolerが付属する。また、A10-7870Kも新しいAMD Wraith Coolerに近い静穏性のクーラーが付属するようになる。
- A10-7870KおよびA8-7670Kはダイとヒートスプレッダがハンダにより接合されていることが確認されている。

#### Excavator世代

2015年6月に発表された製品群。CPUアーキテクチャはExcavatorで、GPUアーキテクチャはGCN(第三世代)。APUにチップセットの機能が統合されSoCとなった。

- 製造プロセス: 28nm
- DirectX 12(FL 12\_0), Vulkan 1.2, OpenGL 4.6, UVD 6

- 対応ソケット: Socket FM2+

2016年6月に発表された製品群で、Carrizoのマイナーチェンジ版。CPUアーキテクチャはExcavatorで、GPUアーキテクチャはGCN(第三世代)。

- 製造プロセス: 28nm
- DirectX 12(FL 12\_0), Vulkan 1.2, OpenGL 4.6, UVD 6

- 対応ソケット: Socket AM4

2016年6月に発表された製品群。CPUアーキテクチャはExcavatorで、GPUアーキテクチャはGCN(第三世代)。Carrizo-Lの実質的な後継製品。

- 製造プロセス: 28nm
- DirectX 12(FL 12\_0), Vulkan 1.2, OpenGL 4.6, UVD 6

#### Zen世代

APU製品のブランド名が(従来の「A-Series」「E-Series」「C-Series」から)「Ryzen」「Athlon」に変更された。

2017年10月に発表された製品群。CPUアーキテクチャはZenで、GPUアーキテクチャはGCN(第五世代)。CPUアーキテクチャの刷新によりCPUコアあたりの性能が向上した。

- 製造プロセス: 14nm
- DirectX 12(FL 12\_1), Vulkan 1.3, OpenGL 4.6, VCN 1

- 対応ソケット: Socket AM4

2020年1月に発表された製品群で、モバイル向けRaven Ridgeのマイナーチェンジ版。CPUアーキテクチャはZenで、GPUアーキテクチャはGCN(第五世代)。

- 製造プロセス: 14nm
- DirectX 12(FL 12\_1), Vulkan 1.3, OpenGL 4.6, VCN 1

2020年8月に発表された製品群で、モバイル向けRaven Ridgeのマイナーチェンジ版。CPUアーキテクチャはZenで、GPUアーキテクチャはGCN(第五世代)。

- 製造プロセス: 14nm
- DirectX 12(FL 12\_1), Vulkan 1.3, OpenGL 4.6, VCN 1

2019年1月に発表された製品群。CPUアーキテクチャはZen+で、GPUアーキテクチャはGCN(第五世代)。

- 製造プロセス: 12nm
- DirectX 12(FL 12\_1), Vulkan 1.3, OpenGL 4.6, VCN 1

- 対応ソケット: Socket AM4

#### Zen 2世代

2020年1月に発表された製品群。CPUアーキテクチャはZen 2で、GPUアーキテクチャはGCN(第五世代)。

- 製造プロセス: 7nm
- DirectX 12(FL 12\_1), Vulkan 1.3, OpenGL 4.6, VCN 2

- 対応ソケット: Socket AM4
- いずれもOEM向けだが、Ryzen 7 PRO 4750G、Ryzen 5 PRO 4650G、Ryzen 3 PRO 4350Gは日本においてのみバルク品が販売された。

2021年1月に発表された製品群で、モバイル向けRenoirのマイナーチェンジ版。CPUアーキテクチャはZen 2で、GPUアーキテクチャはGCN(第五世代)。

- 製造プロセス: 7nm
- DirectX 12(FL 12\_1), Vulkan 1.3, OpenGL 4.6, VCN 2

2022年9月に発表された製品群。CPUアーキテクチャはZen 2で、GPUアーキテクチャはRDNA 2。

- 製造プロセス: 6nm
- DirectX 12(FL 12\_2), Vulkan 1.3, OpenGL 4.6, VCN 3

#### Zen 3世代

2021年1月に発表された製品群。CPUアーキテクチャはZen 3で、GPUアーキテクチャはGCN(第五世代)。

- 製造プロセス: 7nm
- DirectX 12(FL 12\_1), Vulkan 1.3, OpenGL 4.6, VCN 2

- 対応ソケット: Socket AM4

2022年1月に発表された製品群で、モバイル向けCezanneのマイナーチェンジ版。CPUアーキテクチャはZen 3で、GPUアーキテクチャはGCN(第五世代)。

- 製造プロセス: 7nm
- DirectX 12(FL 12\_1), Vulkan 1.3, OpenGL 4.6, VCN 2

2022年1月に発表された製品群。CPUアーキテクチャはZen 3+で、GPUアーキテクチャはRDNA 2。

- 製造プロセス: 6nm
- DirectX 12(FL 12\_2), Vulkan 1.3, OpenGL 4.6, VCN 3

#### Zen 4世代

2022年8月に発表された製品群。CPUアーキテクチャはZen 4で、GPUアーキテクチャはRDNA 2。

- 製造プロセス: 5nm (CPU), 6nm (GPU)
- DirectX 12(FL 12\_2), Vulkan 1.3, OpenGL 4.6, VCN 3

- 対応ソケット: Socket AM5

2023年1月に発表された製品群。CPUアーキテクチャはZen 4で、GPUアーキテクチャはRDNA 2。

- 製造プロセス: 5nm (CPU), 6nm (GPU)
- DirectX 12(FL 12\_2), Vulkan 1.3, OpenGL 4.6, VCN 3

2023年1月に発表された製品群。CPUアーキテクチャはZen 4およびZen 4cで、GPUアーキテクチャはRDNA 3。新たに「Ryzen AI」と呼ばれるNPUを搭載。

- 製造プロセス: 4nm
- DirectX 12(FL 12\_2), Vulkan 1.3, OpenGL 4.6, VCN 4

- 対応ソケット: Socket AM5

2023年12月に発表された製品群で、モバイル向けPhoenixのマイナーチェンジ版。CPUアーキテクチャはZen 4で、GPUアーキテクチャはRDNA 3。NPUを搭載。

- 製造プロセス: 4nm
- DirectX 12(FL 12\_2), Vulkan 1.3, OpenGL 4.6, VCN 4

- 対応ソケット: Socket AM5

#### Zen 5世代

2024年6月に発表された製品群。CPUアーキテクチャはZen 5で、GPUアーキテクチャはRDNA 2。

- 製造プロセス: 4nm (CPU), 6nm (GPU)
- DirectX 12(FL 12\_2), Vulkan 1.3, OpenGL 4.6, VCN 3

- 対応ソケット: Socket AM5

2025年1月に発表された製品群。CPUアーキテクチャはZen 5で、GPUアーキテクチャはRDNA 2。

- 製造プロセス: 4nm (CPU), 6nm (GPU)
- DirectX 12(FL 12\_2), Vulkan 1.3, OpenGL 4.6, VCN 3

2025年1月に発表された製品群。CPUアーキテクチャはZen 5で、GPUアーキテクチャはRDNA 3.5。NPUを搭載。

- 製造プロセス: 4nm
- DirectX 12(FL 12\_2), Vulkan 1.3, OpenGL 4.6, VCN 4

2024年6月に発表された製品群。CPUアーキテクチャはZen 5およびZen 5cで、GPUアーキテクチャはRDNA 3.5。NPUを搭載。

- 製造プロセス: 4nm
- DirectX 12(FL 12\_2), Vulkan 1.3, OpenGL 4.6, VCN 4

2025年1月に発表された製品群。CPUアーキテクチャはZen 5およびZen 5cで、GPUアーキテクチャはRDNA 3.5。NPUを搭載。

- 製造プロセス: 4nm
- DirectX 12(FL 12\_2), Vulkan 1.3, OpenGL 4.6, VCN 4

### 低消費電力コア

#### Bobcat世代

2011年1月に発表された、AMDでは初となるAPU製品。CPUアーキテクチャはBobcatで、GPUアーキテクチャはVLIW5。

- 製造プロセス: 40nm
- DirectX 11.0(FL 11\_0), OpenGL 4.5, UVD 3

#### Jaguar世代

2013年5月に発表された製品群。CPUアーキテクチャはJaguarで、GPUアーキテクチャはGCN(第二世代)。APUにチップセットの機能が統合されSoCとなった。

- 製造プロセス: 28nm
- DirectX 12(FL 12\_0), Vulkan 1.2, OpenGL 4.6, UVD 4

- 対応ソケット: Socket AM1

#### Puma世代

2014年4月に発表された製品群。CPUアーキテクチャはPumaで、GPUアーキテクチャはGCN(第二世代)。

- 製造プロセス: 28nm
- DirectX 12(FL 12\_0), Vulkan 1.2, OpenGL 4.6, UVD 4

2015年5月に発表された製品群で、Beemaのマイナーチェンジ版。CPUアーキテクチャはPuma+で、GPUアーキテクチャはGCN(第二世代)。

- 製造プロセス: 28nm
- DirectX 12(FL 12\_0), Vulkan 1.2, OpenGL 4.6, UVD 4