AMD Jaguar

Jaguar

产品化	2013年至今
生产商	超微半导体（AMD）
指令集架构	AMD64
制作工艺/工艺	16,28纳米
一级缓存	每个核心64 KB
二级缓存	1 MB 至 2 MB（共享）
CPU插座	Socket AM1 Socket FT3 (BGA-769)
核心代号	Kabini Temash
上代产品	AMD Bobcat
继任产品	AMD Puma

AMD Jaguar（中文：美洲豹）是超微半导体（AMD）设计的低功耗系统晶片微架构，具有两路超标量结构，并且支持乱序执行。Jaguar微架构是AMD公司的半定制商业晶片单元的组成部分，并分为四个产品家族系列：‘Kabini’用于手提电脑平台和迷你PC平台、‘Temash’主攻平板电脑平台、‘Kyoto’针对微型伺服器平台、‘G系列’（G-Series）则为嵌入式应用领域提供解决方案。PlayStation 4和Xbox One都使用了基于该微架构的处理器核心。

设计

该处理器微架构主要有以下特点：

• 缓存方面，该架构的每一个处理核心拥有32 KiB指令缓存以及32 KiB一级数据缓存。一级数据缓存还具有奇偶校验功能，二级缓存则使用错误校正码调试。每四个处理器核心共享一个1 MiB或2 MiB的二级高速缓存。二级缓存为16路组相连形式。与AMD Bobcat微架构相比，指令预取增大了，加载/存储单元的带宽也加倍。
• 存储器控制器被内建在处理器核心之中，消费级处理器支持单沟道2个DDR3L DIMM内存，最高频率达到1600 MHz；伺服器版本在消费级的基础上还支持ECC校验。
• 每个处理器核心支持乱序执行和预测执行，核心内建硬件除法器。指令允许2路整数运算的执行、2路128位宽的浮点和打包形式整数运算的执行。另外Jaguar微架构的设计尽管是基于Bulldozer微架构的改进版精简而来，但却不是Bulldozer微架构上集群多线程（CMT）的省电版，是传统的多核心处理器（CMP）的形式，也意味着Jaguar微架构的处理器上各个CPU核心是独立的，它们的运算资源除了L2缓存共享以外是不共享的。此外，每个CPU核心仅占3.1平方毫米的晶粒面积。
• 内建GPU，带有Video Codec Engine以便进行视频硬件解码。
• 作为SOC晶片，该微结构还包含了具有南桥功能的FCH（Fusion控制器中心）。
• 支持C6和CC6低功耗电源状态，并能够快速切换。

指令集支持

2013年AMD发布基于该微架构的低功耗晶片系列中，Tamesh为双CPU核心结构，而Kabini同时提供双CPU核心和四CPU核心结构。处理器均配备乱序执行和预测执行的功能，简单来说，这意味着程序后面的指令可以在没有依赖前面指令的情况下被提前执行。这需要额外的硬件结构来进行指令间依赖性的判定，因此结构更加复杂。预测执行则可以通过最近执行的指令来预测即将执行的指令分支。该架构中另一个与之前系列不同的是它直接内建了硬件除法器。电源管理单元能关闭不需要的核心以及对应的二级数据缓存没有被使用的部分以降低功耗。根据测试，基于该架构的处理器平均的每周期指令条数得到了15%的提升。

尽管基于Bulldozer微架构精简，但Jaguar微架构的解码过程与AMD K8区别不大。和Bulldozer微架构及其改进版一样，支持MMX、SSE、SSE2、SSE3、SSE4a、SSE4.1、SSE4.2、AVX、AES、BMI（位操作指令集）、CVT16/F16C等指令集，并支持AMD的虚拟化技术。作为一个64位支持乱序执行的微架构，它能同时对2条指令进行解码、发射，最多在每个周期分发6个操作。

工艺

该微架构是AMD旗下第一款基于28纳米工艺的处理器，整个晶片面积大约为3.1平方毫米。该微架构的不同版本对应了平板电脑、微型伺服器、笔记本和小型台式电脑等不同类型的应用。相比被称为“山猫”的前作，这款微架构在指令集和电路实现方面改变不大，然而半导体工艺从前作的40纳米缩小到了28纳米，工艺方面带来的性能改善更为显著。

商业上的成功

基于Jaguar微架构的处理器成功地打入了游戏机市场，让索尼电脑娱乐、微软等游戏机厂商选择其处理器方案，在财务上来说是一个巨大的成功。一方面这补偿了英特尔参与和AMD在低价市场的竞争，另一方面则加强了该公司提供完整SOC解决方案的能力。在传统电脑处理器市场不断萎靡的时代，AMD试图以这样的晶片在游戏机市场扭转利润整体下降的颓势。