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泥客百科:APU

2012-09-01 10:26:24 文章来源:泥客论坛 字体:

APU(Accelerated Processing Unit)中文名字叫加速处理器,是AMD“融聚未来”理念的产品,它第一次将中央处理器和独显核心做在一个晶片上,它同时具有高性能处理器和最新独立显卡的处理性能,支持DX11游戏和最新应用的“加速运算”,大幅提升了电脑运行效率,实现了CPU与GPU真正的融合。2011年1月,AMD推出了一款革命性的产品AMD APU,是AMD Fusion 技术的首款产品。2011年6月面向主流市场的Llano APU正式发布。

APU发布背景

AMD未来的处理器组成将按照“推土机”(Bulldozer)和“山猫”(Bobcat)两款全新的处理器架构划分,推土机架构主攻性能和扩展性,面向主流客户端和服务器领域;山猫架构的重点则是灵活性、低功耗和小尺寸,将用于低功耗设备、小型设备、云客户端。 Llano APU架构示意图

山猫架构就是Fusion APU融合处理器的基础,真实产品包括“Zacate”和“Ontario”两种制品。这两种制品的区别在于,“Zacate”的TDP为18W,主要针对轻薄型PC市场,对阵Intel的ULV(Ultra Low Voltage)系列处理器,而“Ontario”的TDP为9W,主要目标是上网本,对阵Atom系列处理器,梅捷SY-E350就是采用的“Zacate”核心。

APU简介

说到底,APU将通用运算x86架构CPU核心和可编程矢量处理引擎相融合,把CPU擅长的精密标量运算与传统上只有GPU才具备的大规模并行矢量运算结合起来。AMD APU设计综合了CPU和GPU的优势,为软件开发者带来前所未有的灵活性,能够任意采用最适合的方式开发新的应用。AMD APU通过一个高性能总线,在单个硅片上把一个可编程x86 CPU和一个GPU的矢量处理架构连为一体,双方都能直接读取高速内存。AMD APU中还包含其他一些系统成分,比如内存控制器、I/O控制器、专用视频解码器、显示输出和总线接口等。AMD APU的魅力在于它们内含由标量和矢量硬件构成的全部处理能力。

所谓APU其实就是“加速处理器”(Accelerated Processing Unit)的英文缩写,是AMD推出的整合了x86/x64 CPU处理核心和GPU处理核心的新型“融聚”(Fusion)处理器,因此我们也能在网上找到“融聚加速处理器”的说法。AMD的APU平台分两种,一种是此前已经能在市面上买到的E系列入门级APU,一种是近期才在欧美市场正式上市的A系列主流级APU,A系列APU分A4/A6/A8三大系列,就是我们一般讲的“Llano APU处理器”(拉诺APU处理器)。

因此,A系列的APU平台一般就称为Llano APU平台,当然,也有人针对APU整合的GPU,把Llano APU平台叫做“Lynx平台”(猞猁平台)。

AMD认为,CPU和GPU的融合将分为四步进行:

第一步是物理整合过程(Physical Integration),将CPU和GPU集成在同一块 APU是什么?硅芯片上,并利用高带宽的内部总线通讯,集成高性能的内存控制器,借助开放的软件系统促成异构计算。

第二步称为平台优化(Optimized Platforms),CPU和GPU之间互连接口进一步增强,并且统一进行双向电源管理,GPU也支持高级编程语言,这部分才是最关键的。

第三步是架构整合(Architectural Integration),实现统一的CPU/GPU寻址空间、GPU使用可分页系统内存、GPU硬件可调度、CPU/GPU/APU内存协同一致,这已在APU中初步完成。

第四步是架构和系统整合(Architectural & OS Integration),主要特点包括GPU计算环境切换、GPU图形优先计算、独立显卡的PCI-E协同、任务并行运行实时整合等等,这些需要和微软、ADOBE等行业软件巨头不停的沟通交流。

APU正是AMD公司对融合技术多年研究的成果,传统计算中的绝大部分浮点操作都脱离CPU而转入擅长此道的GPU部分,GPU不再只是游戏工具,混合计算将大放光芒。在不远的未来,CPU和GPU的概念也会渐渐模糊起来,正如AMD所宣传的:The Future is Fusion。

Trinity APU架构简介

Trinity APU预计将在2012年年中的某个时候正式发布,距Llano APU发布还不到一年,桌面平台代号为“Virgo”,移动平台为“Comal”,新一代APU将采用GlobalFoundries 32nm SOI HKMG工艺制造,拥有2-4个基于改进的推土机架构CPU核心,核心代号为“Piledriver”,可以说这一部分的改进还是比较大的,因为上一代Llano的CPU部分还是采用的较老的K10架构,融合的GPU部分也进行了大刀阔斧的改进,HD6000核心将被采用VLIW4(Cayman核心的HD6900就是采用的这种架构)架构的新图形核心取代。直接竞争将在四月份推出的Intel Ivy Bridge。可以预料,AMD将会继续在处理器性能上落后,同时在图形性能上大幅领先。显示核心

Trinity APU基于增强版的推土机架构“打桩机”(Piledriver),最多双模块四核心,支持第三代动态加速技术Turbo Core 3.0,同时整合VLIW4架构的Radeon HD 7000系列图形核心。内存控制器

Trinity APU还改进了DDR内存控制器,可以支持到DDR3-2133内存,目前从Llano APU的测试来看,内存性能的提升直接影响到图形显示部分的性能,从DDR3-1333内存升级为DDR3-1866后游戏性能最高可提升55%(参见:性能提升20%?高频内存APU平台大比拼)。也许是由于修改部分较多,Trinity APU采用了新的FMx封装接口,不过据说是可以兼容现有的FM1接口,真实情况还得等待官方的确认。性能预测

关于Trinity APU处理器的性能我们可以从最近AMD展示的移动版平台来一窥端倪。AMD在搭载了Trinity APU的笔记本上运行了DX11新作《杀出重围3:人类革命》(相关评测:"杀出重围3"袭来!十八套主流配置实测),为了方便了解,AMD还拿Intel的Sandy Bridge平台进行了对比(移动版Sandy Bridge均是内置HD Graphics 3000),在开启了开启DX11、形态抗锯齿(MLAA)、纹理过滤、屏幕环境光遮蔽(SSAO)、景深(DOF)、后期处理、曲面细分等特效和技术后,Trinity APU平台运行更为流畅,而Sandy Bridge平台则会时不时出现明显的卡顿现象。 以PCMark Vantage、3DMark Vantage的成绩进行衡量,台式机版本的处理器性能、图形性能相比Llano APU均可提升最多30%,而笔记本版本则是最多25%、50%。 Trinity APU将针对Windows 8操作系统进行专门优化,并引入新的视频处理能力,尤其是视频压缩引擎“VCE”,对手直指Intel QuickSync转码引擎。功耗及续航能力

至于电池续航能力,AMD内部测试给出的答案是:Windows桌面空闲待机12小时28分钟、播放DVD标清电影7小时15分钟、播放BD蓝光高清电影4小时2分钟、运行3DMark06测试3小时20分钟。

Trinity APU展望

这一代的Llano APU由于缺货的原因目前并未发挥出它应有的能量——Fusion APU于今年3月1日正式发布,主流的Llano APU于今年6月1日正式发布,而在9月中下,隶属A系列APU的A8-3850和A6-3650还并未在卖场铺货,起码中关村卖场还未见到货。在Sandy Bridge早早完成铺货并开始大势宣传的情况下,Llano APU还有多少的表现空间还不得而知,也许APU真正的能量在Trinity APU身上才能爆发出来。 加强了整数运算性能的全新推土机架构处理核心和更侧重通用计算的全新VLIW4架构图形核心将使新一代Trinity APU具有更强的诱惑力,AMD首先提出的融聚概念的威力也将在那时候宣泄出来。

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