AMD Carrizo: Starke Effizienzgewinne trotz gleicher Fertigung auf dem Papier

Schon im vergangenen November hat AMD Carrizo neben Carrizo-L offiziell angekündigt, hielt allerdings noch einige Informationen zurück. Kürzlich sind daraufhin weitere Folien aufgetaucht, die AMD nun offiziell auf der ISSCC 2015 vorgestellt hat. Genannt werden zahlreiche Kniffe, um die Energieeffizienz von Carrizo gegenüber Kaveri zu verbessern, wohlgemerkt bei gleicher SHP-Fertigung von Globalfoundries in 28-nm-Strukturbreite.

Carrizo: Excavator-Kerne mit High Density Libraries

Allen voran setzt AMD dort erstmals auf die dritte Bulldozer-Ausbaustufe Excavator, deren IPC um marginale fünf Prozent zunimmt. Grund dafür dürfte der vergrößerte L1-Data-Cache sein, der mit 32 KiByte verdoppelt worden ist. Angaben zum L2-Cache werden keine gemacht, dieser belegt laut AMDs Präsentation jedoch genauso viel Platz wie bei Kaveri und sollte daher weiterhin 2 MiByte umfassen. Abseits dessen setzt AMD nun auf "High Density Library", wie sie im GPU-Bereich schon längst eingeführt worden sind: Die einzelnen Funktionsblöcke werden automatisch per Algorithmus und nicht mehr manuell angeordnet, wodurch diese insgesamt dichter aneinander gesetzt werden.

Das spart beim reinen CPU-Part laut AMD 23 Prozent Die-Fläche ein, was sich auch auf dem Papier widerspiegelt: Obwohl das Carrizo-Die mit 245 mm² genauso groß ausfällt wie bei Kaveri, werden nun 3,1 statt 2,41 Milliarden Transistoren untergebracht. Neben Platz sollen die High Density Libraries durch die kürzeren Signalwege auch Energie sparen, von 40 Prozent ist hier die Rede. Lediglich der theoretische maximale Takt fällt damit niedriger aus, im Mobile-Bereich sind diese aber ohnehin niedriger gehalten als im Desktop – möglicherweise einer der Gründe, warum wir Carrizo zumindest vorerst nicht als gesockelte Version sehen werden. Genutzt werden die zusätzlichen Transistoren, um erstmals in einer ausgewachsenen APU die Southbridge in Form des Fusion Controller Hubs (FCH) unterzubringen. Das vereinfacht die Mainboard-Designs für OEM-Partner und verringert somit deren Kosten. Abseits der Effizienzverbesserungen durch die High Density Libraries will AMD die Leckströme um 18 Prozent eingedämmt haben. Das resultiert entweder in einer 10 Prozent höheren Frequenz bei gleicher Leistungsaufnahme oder 20 Prozent niedriger Leistungsaufnahme bei gleicher Frequenz. Neue Sensoren für "Adaptive Voltage and Frequency Scaling" ermöglichen feinere Anpassungen der Geschwindigkeit an den Workload.

Carrizo: GCN-Grafikeinheit

Laut den Kollegen von Golem sollen so auch bei den kleinen 15-Watt-Modellen acht GCN-Compute-Units, also 512 Shadereinheiten, ihren Platz finden. Bei Kaveri wurde die Grafikeinheit noch um bis zu 50 Prozent beschnitten. Grundlegende Veränderungen bei den GCN-Kernen gibt es nicht. Diese basieren mindestens auf Tonga-Level (GCN 1.2) und beherrschen auch dessen verlustfreie Farbkompression, was vor allem beim langsamen DDR3-Speicher helfen dürfte. Dafür gibt es Verbesserungen bei einem Spannungsabfall: Plötzliche Lastwechsel erzeugen einen solchen "Vdrop", was bislang meistens durch eine kurzfristige starke Anhebung der Spannung ausgeglichen wurde. Bei Carrizo wird jedoch bei gleicher Spannung der Takt kurzfristig so weit abgesenkt, dass die Transistoren gerade noch schalten. Laut AMD soll das beim CPU-Part bis zu 19 und beim GPU-Teil bis zu 10 Prozent Energie sparen. Absolut höhere Taktraten sollten die vorübergehend niedrigeren Frequenzen ausgleichen. Neue Funktionen enthält derweil der Unified Video Decoder, der H.265-Material en- und dekodieren kann.

Carrizo: Connected Standby

Zu guter Letzt wird der Connected Standby in Form von Soi3 genannt, mit dem die Power Control Unit GPU, CPU und Speichercontroller in den Tiefschlaf schicken kann. Lediglich die PCU selbst, der FCH sowie I/O-Funktionen bleiben aktiv, wodurch das System innerhalb von 500 Millisekunden aufgeweckt und wieder schlafen gelegt werden kann. Mit einer vergleichsweise niedrigen Leistungsaufnahme können dadurch Nachrichten, wie beispielsweise E-Mails, empfangen werden.

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AMD Carrizo: Starke Effizienzgewinne trotz gleicher Fertigung auf dem Papier Zur laufenden International Solid State Circuits Conference 2015 (ISSCC) hat AMD weitere Details zu Carrizo, der ersten APU mit Excavator-Kernen, fallen gelassen. Sowohl Letztere als auch die Grafikeinheit haben deutliche Verbesserungen bei der Effizienz erhalten - in der Praxis dürften davon vor allem Ultrabooks profitieren.

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