AMD Carrizo第六代A系列处理器技术解析

更长续航时间

对于笔记本电脑来说，续航时间是影响使用体验的关键指标，其重要性几乎与性能并列。根据AMD官方的测试，在其他条件接近的情况下，采用AMD FX-8800P APU的平台的续航时间是采用AMD FX 7600P APU的平台的2.3倍，这个数值比AMD宣称的“Carrizo APU的续航时间高可达上代产品两倍”还要夸张。要获得更长的续航时间，就需要有更低的功耗，而通常来说降低功耗常用的手段有两个：改进制程工艺和改进芯片设计。那么Carrizo APU采用的是哪种方式呢？

首先可以明确的是，Carrizo APU跟上一代Kaveri APU一样采用28nm制程，但是CPU核心从4个“压路机”核心变为4个“挖掘机”核心，而GPU部分则采用第三代次世代图形核心(GCN)架构，总计拥有12个计算核心(4个CPU+8个GPU)。而在相同工艺下实现更低的功耗，关键就在于AMD对“挖掘机”核心的设计思路进行了改变。从这张“压路机”核心和“挖掘机”核心对比图中我们可以看到，“挖掘机”的硅片面积减少了很多。一般来说，面积减少只会有两个原因：一是采用了更好的制程工艺，比如22nm或者14nm，但Carrizo APU还是采用28nm制程；另一个就是减少了晶体管，性能可能出现缩水，但实际上Carrizo APU的性能却不降反升。这是怎么做到的呢？

AMD Carrizo APU芯片规格

Carrizo APU的“挖掘机”核心采用高密度库设计。

采用高密度库设计后，“挖掘机”核心同制程、中低频率下的功耗显著降低。

 AMD Carrizo APU的每瓦特性能提高了2.4倍。

我们都知道，AMD在收购ATI之后，就开始同时拥有CPU和GPU两方面的尖端技术积累，这两者在芯片研发方面其实是有共通之处的。2012年，AMD在做架构设计的时候，发现GPU在引擎处理方面的一些工艺、技术，实际上是有可迁移性的。比如说晶体管的装配方式，也适用于CPU核心。在Carrizo APU上，AMD就选择了高密度库(High-density Library)进行芯片设计，减少了核心面积。唯一的问题是，采用高密度库之后需要降低频率才能保持稳定工作。但这种做法可以让Carrizo APU把核心面积缩小26%到35%，而且由于面积更小，所以晶体管之间的距离也更紧凑，在运算过程中也能够降低功耗。Carrizo APU针对的是主流市场，也就是功耗在15W到25W之间的产品。通过AMD给出的，与Kaveri APU的性能功耗曲线对比可以发现，Carrizo APU在15W到25W主流功耗段上实现了大概10到12W的功耗降低。如果按照每瓦性能计算，实际上Carrizo APU的性能比上一代Kaveri APU有明显提升。如果看每频率上的性能，例如IPC（每时钟周期指令数），其实也是提升的。

除此之外，采用SoC设计也是降低功耗的一个方式。其实AMD在上一代的部分入门级产品中就已经使用过这种设计，比如说Kabini、Beema，而这次的Carrizo APU则是首次在高性能产品上应用SoC设计。这一方面说明AMD在芯片功耗控制方面有了明显进步，另一方面也说明AMD的融合道路正在取得成功。CPU与GPU的融合是第一步，融合南桥是第二步，而彻底整合视频处理、安全等核心之后，Carrizo APU成为了首颗针对主流移动平台的SoC设计的APU，为PC的产品创新提供了基础。