AMD Piledriver

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Piledriver
產品化 從 2012年 至 現今
推出公司 超微半導體(AMD
設計團隊 超微半導體(AMD)
生产商
指令集架構 CISC(x86-64/AMD64)
制作工艺/製程 32納米
核心数量 2 至 16(1模組 至 8模組)
一級快取 每整數排程運算單元16KB(指令)
每模組64KB(資料)
二級快取 每模組1~2MB
三級快取 共享8MB(AMD FX系列)
CPU主频范围 1.8 GHz 至 5.0 GHz
HyperTransport速率 至 6.4 GT/s
CPU插座
封裝
应用/用途 伺服器工作站桌上型電腦筆記型電腦超級計算機
核心代號
  • Trinity(桌上型電腦、筆記型電腦)
  • Vishera(桌上型電腦)
  • Abu Dhabi(伺服器)
  • Seoul(伺服器)
  • Delhi(伺服器)
使用的處理器型號
上代微架構 K10(改進自AMD Bulldozer

AMD Piledriver中文:“AMD 打樁機[1])是超微半導體研發微處理器架構的代號,是為第一代Bulldozer微架構的改進版。[2][3]首發產品是2012年5月發布的基於Piledriver微架構的AMD Fusion之流動版本A10、A8系列(核心代號“Trinity”)。Piledriver在架構上不會與Bulldozer有太大的差別,而部分國外科技媒體則稱它為「New Stepping of Bulldozer」,是步進比較新的Bulldozer[4]。給人一種「只對耗電問題解決,並在某些方面的改良當中讓時脈變得更好提升。[5]

2010年超微半導體的財政分析日上,公佈了2012年第二代Bulldozer微架構的計劃事宜[6],指出它是“增強型Bulldozer”微架構,後來這個微架構被賦予了“Piledriver”的代號。Piledriver相對於第一代Bulldozer微架構的主要改進在於提升每時鐘週期指令執行效能、提升時鐘頻率、提高效能功耗比率和降低發熱量。[7]和Bulldozer微架構不同的是,Piledriver微架構還將會有流動平台型號的處理器,部分型號還內建顯示核心

特性[编辑]

微架構設計、製作工藝[编辑]

  • 延續AMD Bulldozer微架構的“M-SPACE”模組化設計,AMD FX的高階型號FX-8350共計12億左右的電晶體數量;[8]
  • 採用格羅方德改進的32納米SOI HKMG製程;
  • Piledriver把所謂的FPU(浮點運算單元)從2個合成1個,於是128位元的FPU因為2合1變成了256位元。因此說它是雙核心不太對,因為FPU只剩下1個而不是2個,而架構上看起來是有點怪的單核心,但比較確切來說是變成2個邏輯核心。[5]

指令集[编辑]

快取[编辑]

  • 和Bulldozer架構一樣,每整數排程運算單元獨占4路16KB一級指令快取,每模組共用2路64KB一級資料快取;每模組1~2MB二級快取;FX系列和Opteron系列分別擁有最高8MB和16MB的三級快取,但改進了一級快取的轉譯後備緩衝器(TLB)和快取分支預測器。[8]

電源管理[编辑]

  • 加入Cyclos半導體公司最新的共振时钟网络/振諧時鐘網絡(Resonant Clock Mesh,RCM)技術,透過最大限度地回收晶片時鐘電路運作時損耗的能量,來為時鐘電路產生更多的時鐘信號,以此來提升晶片運作時的電能利用效率,降低發熱量。[10][11]Cyclos指出,相同的架構的處理器,加入共振時鐘網絡技術的可以在降低5%至10%的耗電量的同時提升5%至30%的效能,AMD認為該技術可使Piledriver微架構的晶片降低24%每時鐘週期的能耗,相較於Bulldozer微架構的晶片相同的效能而言。[12][13][14]
  • Turbo Core 3.0,與Turbo Core 2.0相比,可以同時動態調整CPU和內建GPU的時鐘頻率;[15]
  • 處理器的熱設計功耗最低17[15],最高140瓦,一些特别型号更达到220瓦;[16][17]

記憶體界面、晶片組、處理器插座、匯流排[编辑]

內建顯示核心(僅限AMD Fusion)[编辑]

處理器[编辑]

桌上型效能級處理器[编辑]

基於AMD Piledriver微架構的第二代AMD FX處理器,核心代號“Vishera”,單晶片最高4模組8核心,支援TurboCore 3.0,無整合顯示核心,使用既有的900系列晶片組和Socket AM3+插座,支援雙通道DDR3記憶體界面,大體上和第一代基於AMD Bulldozer微架構的AMD FX的規格相差不大。超微稱第二代FX系列處理器可以在多媒體任務的處理效能上提供20%至30%的效能增長幅度,得益於共振時鐘網絡技術帶來的更低的能耗、更高的時鐘頻率和更低的發熱量。[25][26][27]

第二代AMD FX在2012年10月23日正式上市。其後,首發的效能評測媒體普遍表示基於Piledriver架構的AMD FX系列效能上比Bulldozer的強13%至15%,但仍不敵對手英特爾的Core i7-3770K,部分項目甚至只和Core i5-3570K持平,功耗上Vishera核心的FX比Zambezi核心的稍有下降但降幅不大,低負載時(瀏覽網頁為例)的功耗水平優於對手但滿負載時依然和對手存在差距。[28][29][30][31][32][33]不過首發FX-8350的官方售價卻不超過200美元[34]

2013年6月11日,AMD發布基於Piledriver架構的FX-9590和FX-9370,其中FX-9590更以5.0GHz的預設加速時脈、220瓦的热设计功耗創下市售處理器(包括OEM)的時脈以及发热功率记录。[35][36][37]处理器本身是FX-8350的芯片中挑选过“过硬体质”的结果,但功耗仍巨大,性能可与对手英特尔的旗舰级型号Core i7-4770K抗衡。[17]

桌上型主流級處理器[编辑]

第二代AMD Fusion A系列APU,主要面向桌上型主流平台,AMD也推出了“Virgo”(處女星座)平台:由第二代A系列APU、A系列晶片組和可選的AMD Radeon HD 7000系列顯示卡組成。[38]針對Intel Core i3Core i5之間的市場領域。

基於AMD Piledriver微架構的AMD Fusion A系列APU,核心代號“Trinity”(三位一體),諸多規格都與現時基於K10/K10.5的“Llano”核心的APU大相徑庭:除了支援雙通道DDR3-800至2133、以及可以沿用現有的晶片組和無L3快取外,使用全新的Socket FM2插座、支援TurboCore3.0、內建效能更強的顯示核心、CPU部分使用1至2個Piledriver模組(2至4核心)。[39][40]

值得注意的是和第一代A系列Fusion APU一樣,會有無顯示核心的晶片以Athlon II(速龍2)的品牌推出。“Trinity”核心的Athlon II有Athlon II X4 730、740和750K,和A10、A8系列一樣均為2模組4核心,但屏蔽了內建顯示核心,730更將Turbo Core功能刪減。[41][42][40]

  • Athlon II X4 750K,CPU核心同A10/A8,預設時脈3.4GHz,加速時鐘頻率4.0GHz,採用不鎖倍頻設計,熱設計功耗100瓦;
  • Athlon II X4 740,CPU核心同A10/A8,預設時脈3.2GHz,加速時脈3.7GHz,最高倍頻鎖定,熱設計功耗65瓦;[40]
  • Athlon II X4 730,CPU核心同A10/A8,但支援的記憶體時脈最高只到1600MHz。

在一些基準效能測試中,CPU核心的效能依舊不敵對手Intel Core i5,但要優於Core i3,而內建GPU核心的效能繼續大幅拋離對手Intel的HD Graphics以及一眾入門級獨立顯示核心。[43][44][40]而且有高時脈DDR3記憶體的加入也可使第二代A系列APU的效能有所提升。[45]

移動型效能/主流級處理器[编辑]

第二代AMD Fusion A系列APU移動版本,主要針對主流級和效能級的筆記型電腦市場,AMD相應地推出了“Comal”移動平台。[46]AMD也籍此推行自己的超輕薄筆電平台“Ultrathin”。[47][48][49][50]

和桌上型主流級平台一樣,AMD Fusion A系列APU流動版本的核心代號為“Trinity”(三位一體),也分為A10、A8、A6和A4四大系列。其中A10、A8的CPU部分均為雙模組四核心,4MB L2快取,主要區別在於內建GPU部分:A10的為Radeon HD 7660G/7620G,而A8的則為Radeon HD 7640G;A6和A4的CPU部分為單模組雙核心,2MB L2快取,A6的內建顯示核心為Radeon HD 7500G/7520G。A10、A8和A6均在2012年4月發布,不少效能測評媒體也收到了測試樣機[51]

在2011年AMD Fusion開發者論壇上,超微稱流動平台上“Trinity”核心AMD Fusion APU的計算能力會比“Llano”核心的快50%。[52][53][54]

企業級處理器[编辑]

對於伺服器市場,超微在2012年財政分析日上(2012年2月2日)表示,將和基於AMD Bulldozer微架構的AMD Opteron一樣,分為三大系列:[55]

  • 針對單路伺服器市場(單CPU,用於Web伺服器、Web網站託管以及小型伺服器、小型工作站)的AMD Opteron 3300系列,核心代號“Delhi”,擁有2模組4核心或4模組8核心,和桌上型效能級的AMD FX一樣採用Socket AM3+插座,以及支援雙通道DDR3 ECC記憶體;[16]
  • 針對單路至雙路伺服器市場(單CPU或雙CPU,用於高效益、高能效比的伺服器、中型工作站)的AMD Opteron 4300系列,核心代號“Seoul”,擁有3模組6核心或4模組8核心,繼續沿用舊有的Socket C32插座,支援雙通道DDR3 ECC記憶體。[16]
  • 針對雙路至四路伺服器市場(雙CPU至四CPU,用於主流企業級伺服器、大型工作站)的Opteron 6300系列,核心代號“Abu Dhabi”,擁有雙模組四核心、4模組8核心、6模組12核心、8模組16核心等型號,繼續沿用舊有的Socket G34插座,支援四通道DDR3 ECC記憶體。4模組以上的型號不再採用多晶片模組的封裝,而是統一整合至一塊晶片上,即單晶片最高可容納8模組16核心。[16]

超微認為Piledriver架構的Opteron相比Bulldozer架構的會有15%的效能增長,得益於每時鐘週期指令數的優化和高20%的處理器時鐘頻率。[56]

未來發展[编辑]

超微在發布AMD Bulldozer微架構時表示Bulldozer架構實現“一年一改進”,2011年發布首代Bulldozer架構,2012年發布第二代『增強型』Bulldozer架構(即Piledriver架構),2013年/2014年推出第三代Bulldozer架構(即Steamroller架構),2015年/2016年推出第四代Bulldozer架構(即Excavator架構)。[57][58]

Steamroller/Excavator
產品化 Steamroller:2014年
Excavator:2015年/2016年
推出公司 超微半導體(AMD
設計團隊 超微半導體(AMD)
生产商
制作工艺/製程 28納米
核心数量 2 至 16
CPU插座
封裝
应用/用途 伺服器工作站桌上型電腦筆記型電腦超級計算機
核心代號
  • Kaveri(桌上型電腦、筆記型電腦)
使用的處理器型號
上代微架構 Bulldozer

第三代Bulldozer架構:AMD Steamroller[编辑]

在2011年超微半導體已經提及到2013年第三代基於Bulldozer架構改進的新微架構以及其產品線,[59] 並稱之為“下世代Bulldozer”,使用28納米製程。[60]2011年9月21日,從超微官方洩漏的消息顯示這個使用28納米製程的“下世代Bulldozer”的微架構代號是“Steamroller”[61][62](中文:AMD 壓路機[63])。Steamroller對於前一代AMD Piledriver微架構的主要改進在於線程並行性。[7]基於AMD Steamroller微架構的處理器首發產品和目前的AMD Piledriver的一樣,是基於新微架構的AMD Fusion A系列APU,包括行動版本和桌上型版本,核心代號“Kaveri”。[64]預計2013年發布,已延後為2014年發布。

主要特性[编辑]

處理器產品[编辑]

  • 消費級平台:
    • 第三代A系列APU桌上型版本,定位桌上型主流級平台。基於AMD Steamroller微架構的AMD Fusion A系列APU,核心代號“Kaveri”,其CPU部分將基於AMD Steamroller微架構,擁有一個至兩個Steamroller模組(每模組仍維持雙核心的設計)。也和現時的一樣分為A10、A8、A6和A4四大系列型號。
    • 第三代A系列APU行動版本則是主攻主流級和效能級筆記型電腦平台,AMD基於此將推出“Indus”行動平台。和桌上型版本的AMD Fusion A系列APU一樣的核心代號和系列型號劃分。[64][65]
    • 基於Steamroller架構的第三代AMD FX系列,定位桌上型效能級平台,2014年上市,取代基於Piledriver架構的第二代FX系列。
  • 而在企業級平台上,超微在2012年財政分析日上指出,在2014年基於AMD Steamroller架構的新版AMD Opteron系列處理器將取代基於AMD Piledriver架構之產品。[66]

第四代Bulldozer架構:AMD Excavator[编辑]

2011年10月12日的Bulldozer產品發布會上,超微半導體表示『Excavator』(正體中文翻譯“挖土機”)將會是第四代Bulldozer架構的代號,計劃2014年至2016年之間發布。[68]和Piledriver、Steamroller一樣,首發產品仍然是A系列Fusion APU,將於2014年推出;接著,核心更成熟的高端的FX系列和企業級的Opteron系列將於2015年發布。[69]

參見[编辑]

參考資料[编辑]

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外部鏈接[编辑]