AMD APU

AMD Accelerated Processing Unit (APU), varasema nimega Fusion, on hübriidprotsessor, mis on AMD 64-bitisel arhitektuuril põhinev mikroprotsessor. APU puhul on disaini eesmärgiks olnud ränikiip, mis sisaldab nii protsessorit kui ka graafikaprotsessorit.

Esmakordselt tõi AMD oma APU-d turule 2011. aasta jaanuaris. Llano (koodnimi), mis oli mõeldud suure jõudlusega seadmete jaoks ja Brazos (koodnimi), mis oli väiksema jõudlusega seadmetele. Teine generatsioon jõudis turule 2012. aasta juunis ning sisaldas samuti kahte võimsussihtgruppi: Trinity oli mõeldud suure jõudlusega seadmetele ja Brazos-2 oli mõeldud väiksema jõudlusega seadmetele. Kolmas iteratsioon APU-sid tutvustas Kaverit 2014. aasta jaanuaris, samas kui väiksema jõudlusega seadmetele olid kolmanda generatsiooni APU-d Kabini ja Temash väljas juba 2013. aasta suvel.

Sony PlayStation 4 ja Microsofti Xbox One kasutavad mõlemad AMD kolmanda generatsiooni väiksema jõudlusega APU-sid.

Ajalugu

AMD Fusioni projekt sai alguse 2006. aastal eesmärgiga luua üks ränikiip, mille peal oleks protsessor ja graafikaprotsessor. Suur samm eesmärgi poole tehti, kui AMD ostis ära graafikakaartide tootja ATI (Array Technologies Industry). Fusioni projekt läbis kolm sisemist iteratsiooni, enne kui suudeti luua toode, mida oli mõtet turule tuua.
Põhjuseid, miks ideest teostuseni jõudmine nii palju aega võttis, oli kaks. Esiteks oli keeruline luua protsessi, mis ühendaks ühel 45 nm ränikiibil protsessori ja graafikaprotsessori. Teiseks, juhtfiguuride vastuolulised ideed protsessori ja graafikaprotsessori positsioonidest valmistoodangus.

Esimene APU-de generatsioon lauaarvutitele ja sülearvutitele koodnimega Llano toodi avalikkuse ette 4. jaanuaril 2011 CESil (Consumer Electronics Show) Las Vegases.
 Llano oli mõeldud suurema jõudlusega seadmetele ning sellel olid K10 mikroprotsessori mikroarhitektuuril põhinevad protsessorid ja Radeon HD 6000 seeria graafikaprotsessor. Llano juures kasutati FM1 pesa, millega ühendati ränikiip ja emaplaat. Väikesema jõudlusega seadmetele tutvustati APU-t koodnimega Brazos, mis põhines Bobcati mikroarhitektuuril ja kasutas samuti Radeon HD 6000-seeria graafikaprotsessorit.

Teine generatsioon APU-sid lauaarvutitele ja sülearvutitele saabus turule 2012. aasta oktoobris. Selle koodnimi oli Trinity ning see põhines Piledriveri protsessori tuumadel ja Radeon HD 7000-seeria graafikaprotsessori tuumadel ning kasutas FM2 pesa ühendumaks emaplaadiga. 2013. aasta märtsis tõi AMD turule APU, mis põhines Piledriveri mikroarhitektuuril ning oli mõeldud sülearvutitele ja mobiilsetele seadmetele. Koodnimi oli sellel Richland. Teise generatsiooni APU-d, mis olid mõeldud väiksema jõudlusega seadmetele, said koodnimeks Brazos 2.0. See kasutas sama ränikiipi mis tema eeskäija, aga töötas suuremal taktsagedusel ja kasutas ümbernimetatud graafikaprotsessorit Radeon HD 7000 seeriast ning omas ka uut sisend-väljundkiipi.

Kolmas generatsioon APU-sid väljastati 2014. aasta jaanuaris. Kolmas iteratsioon tõi kaasa suurema integreerituse protsessori ja graafikaprotsessori vahel. Suurema jõudlusega versioon sai nimeks Kaveri ning see põhineb Steamrolleri arhitektuuril. Väiksema jõudlusega versiooni mudelid on Kabini ja Temash, mõlemad on ehitatud Jaguari arhitektuurile.

Omadused

Mitme monitori tugi
APU-d võimaldavad kasutajal kasutada mitut ekraani korraga, kasutades AMD Eyefinityt, mida APU-t toetavad.

Video kiirendus
Nii Unified Video Decoder (UVD), mis on AMD versioon video dekodeerimiseks, kui ka Video Codec Engine (VCE), mis on AMD versioon video kodeerimiseks, on olemas igal APU kiibil.

AMD TrueAudio
TrueAudio on AMD kiipides SIP block (ingl), mis kiirendab helitöötlust, tehes helitöötluseks vajalikke arvutusi kiiremini kui protsessor. TrueAudiot hakati lisama APU-dele alates Kaveri kiibist.

APU-nimelised platvormid
AMD APU-del on eriline arhitektuur. Nendes on AMD protsessori moodulid, vahemälu ja diskreetsed graafikaprotsessorid – kõik ühel ränikiibil, mis kasutavad sama siini. Selline arhitektuur lubab kasutada graafikakiirendeid, näiteks OpenCL, koos integreeritud graafikaprotsessoritega. Eesmärgiks on luua täielikult integreeritud APU, mis AMD sõnul lõpuks sisaldab "heterogeenseid tuumasid", mis on võimelised vastavalt etteantavatele töödele töötlema protsessori ja graafika protsessori tööd automaatselt.

K10 arhitektuur (2011): Llano
Esimese generatsiooni APU avalikustati 2011. aasta juunis ning seda kasutati nii lauaarvutites kui ka sülearvutites. See põhines K10 arhitektuuril ja ehitati 32 nm protssessiga, mis omas kahte kuni nelja tuuma, mille nõutav jahutusvõimsus oli 65–100 W. APU-sse oli integreeritud graafika protsessor, mis tugines Radeon HD6000-seeriale ning toetas DirectX 11, OpenGL 4.2, ja OpenCL 1.2. Jõudlustestides kritiseeriti Llano APU-t oma nõrga protsessori võimsuse pärast võrreldes samas hinnaklassis oleva Intel Core i3-2105-ga. Samas kiideti seda parema graafika protsessori jõudluse eest. Hiljem kritiseeriti AMD-d FM1 pesade asendamise eest pärast ühte generatsiooni.

Bobcat arhitektuur (2011): Ontario, Zecate, Desna, Hondo
AMD Brazos APU-de platvorm avalikustati 2011. aasta jaanuaris. Brazos platvorm oli mõeldud sülearvutitele ja väikse jõudlusega väikese kujuteguriga seadmetele. Sellele on omane 9 W AMD C-seeria APU (koodnimega Ontario) ja seda kasutati sülearvutites ja väikse võimsusega seadmetes. 18W AMD E-seeria APU (koodnimega Zacate) oli mõeldud laiatarbe sülearvutitele – kõik ühes arvutitele ning väikese kujuteguriga lauaarvutitele. Mõlemad APU-d sisaldavad ühte või kahte Bobcat x86 tuumasid ja Radeon Evergreen-seeria graafikaprotsessorit, mis toetab DirectX 11, DirectCompute'i, OpenCL-i ja UVD3 video dekoodrit.

AMD lisas Brazos platvormile veel ühe APU 5. juunil 2011, mil ta avalikustas AMD Z-seeria APU (koodnimega Desna), mis oli mõeldud tahvelarvutitele. Desna APU põhines 9 W Ontario APU-l. Energiasäästu suurendati protsessori ja graafikaprotsessori tööpingete vähendamisega. Samuti lasti madalamaks protsessorite tühikäigu sagedusi ja lisati riistvara temperatuuri kontrolliv režiim.

AMD avalikustas Brazos-T platvormi 9. oktoobril 2012. See koosnes 4,5 W AMD Z-seeria APU-st (koodnimega Hondo) ja A55T Fusion Controller Hub-ist (FCH) – konkreetne APU oli mõeldud tahvelarvutitele. Hondo puhul oli tegu ümberdisainitud Desna APU-ga.
 AMD muutis seda energiasäästlikumaks, disainides selle spetsiaalselt tahvelarvutite jaoks.

Deccani platvormil põhinevad APU-d koodnimedega Wichita ja Krishna tootmise jättis AMD 2011. aastal pooleli – AMD tahtis esialgsete plaanide järgi need turule tuua 2012. aasta teises pooles.

Piledriver arhitektuur (2012): Trinity ja Richland

Trinity
Esimene versioon teise generatsiooni platvormi APU-dest avalikustati 2012. aasta oktoobris. See tõi kaasa täiustusi protsessori ja graafikaprotsessori jõudluses nii lauaarvutitele kui ka sülearvutitele. Platvormile oli omane kaks kuni neli Piledriveri protsessori tuuma, mis valmistati 32 nm protsessiga ning mille nõutav jahutusvõimsus jäi 65 ja 100 W vahele. Graafikaprotsessor pärines Radeon HD7000-seeriast ja toetas DirectX 11, OpenGL 4.2 ning OpenCL 1.2. Trinity APU-t kiideti võimsuse täiustuste pärast, mida see võrreldes Llane APU-dega kaasa tõi.

Richland
Teise generatsiooni teine iteratsioon APU-sid sai koodnimeks Richland ning see avalikustati 12. märtsil 2013. Need APU-d olid mõeldud mobiilsetele seadmetele. Lisaks lasti 5. juunil 2013 välja ka versioon lauaarvutitele.

Jaguar arhitektuur (2013): Kabini ja Temash

Jaanuaris 2013 nägid ilmavalgust Jaguari arhitektuuril põhinevad Kabini ja Temash APU-d, mis olid järeltulijaks Bobcati arhitektuuril põhinevatele (Ontario, Zacate, Hondo ja Desna) APU-dele.

 Kabini APU on mõeldud väikese jõudlusega seadmetele nagu sülearvutid ja väikese kujuteguriga lauaarvutid. Temash APU-d on mõeldud tahvelarvutitele ja eriti väikese võimsusega seadmetele. Kabini ja Temash APU-d, mis on kahe- kuni neljatuumalised, tõid kaasa arvukalt täiustusi jõudluses ja energiasäästlikkuses.

 Kabini ja Temash olid AMD esimesed APU-d, millest tehti ka neljatuumalised x86 versioonid, mis põhinesid SoCs-l. Mõlemad APU-d toodeti 28 nm protsessiga TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) poolt ja avalikustati 23. mail 2013.

Jaguari arhitektuuril põhinevad PlayStation 4 ja Xbox One kasutavad mõlemad 8-tuumalisi versioone sellest.

Viited

AMD mikroprotsessorid