Экскаватор (микроархитектура) - Excavator (microarchitecture)

Экскаватор - семейный 15h (4-го поколения)
Общая информация
Запущен2015
Общий производитель (ы)
Архитектура и классификация
Мин. размер элементаОбъемный кремний 28 нм (GF28A)[1]
Набор инструкцийAMD64 (x86-64 )
Продукты, модели, варианты
Основное имя (я)
История
ПредшественникSteamroller - Family 15h (3-го поколения)
ПреемникДзен

Семейство экскаваторов AMD 15h это микроархитектура разработан AMD преуспеть Семейство паровых катков 15h для использования в AMD APU процессоры и обычные CPU. 12 октября 2011 года AMD объявила Excavator как кодовое название для четвертого поколения. Бульдозер -производное ядро.

Экскаватор на базе ВСУ для основных приложений называется Карризо и был выпущен в 2015 году.[2][3]В Карризо APU разработан, чтобы быть HSA 1.0 совместимый.[4]Вариант APU и CPU на базе экскаватора, названный Торонто для серверного и корпоративного рынков.[5]

Экскаватор был последней модификацией "Бульдозер" семья, с двумя новыми микроархитектурами, заменяющими Excavator годом позже.[6][7]Excavator сменил x86-64 Дзен архитектура в начале 2017 года.[8][9]

Архитектура

Экскаватор добавил аппаратную поддержку новых инструкций, таких как AVX2, ИМТ2 и RDRAND.[10]Экскаватор разработан с использованием библиотек высокой плотности (также известных как «тонкие»), обычно используемых для GPU уменьшить потребление электроэнергии и размер кристалла, обеспечивающий 30-процентное увеличение эффективное использование энергии.[11] Excavator может обрабатывать на 15% больше инструкций за такт по сравнению с предыдущим ядром Steamroller от AMD.[12]

Особенности и ASIC

В следующей таблице показаны особенности AMD с ВСУ (смотрите также: Список ускоренных процессоров AMD ).

[ Визуальный редактор ] [ ]
Кодовое названиеСерверБазовыйТоронто
МикроКиото
Рабочий столОсновной потокКарризоБристольский хребетРэйвен РиджПикассоРенуар
ВходLlanoТроицаRichlandКавери
БазовыйКабини
МобильныйСпектакльРенуар
Основной потокLlanoТроицаRichlandКавериКарризоБристольский хребетРэйвен РиджПикассо
ВходДали
БазовыйДесна, Онтарио, СакатеКабини, ТемашБима, МаллинзКарризо-ЛStoney Ridge
ВстроенныйТроицаБелоголовый орланМерлин Сокол,
Коричневый сокол		Большая Рогатая СоваСерый ястребОнтарио, ЗакатеКабиниСтепной орел, Венценосный орел,
LX-Семья		Калифорнийский соколПолосатая пустельга
ПлатформаВысокая, стандартная и низкая мощностьНизкая и сверхнизкая мощность
ВышелАвгуст 2011 г.Октябрь 2012 г.Июн 2013Январь 2014 г.Июн 2015Июн 2016Октябрь 2017Янв 2019Март 2020 г.Январь 2011 г.Май 2013Апрель 2014 г.Май 2015 г.Февраль 2016 г.Апрель 2019
ЦПУ микроархитектураK10КоперКатокЭкскаватор"Экскаватор + "[13]ДзенДзен +Дзен 2РысьЯгуарПумаПума +[14]"Экскаватор + "Дзен
ЭТОx86-64x86-64
РазъемРабочий столВысокого классаНет данныхНет данных
Основной потокНет данныхAM4
ВходFM1FM2FM2 +[а]Нет данных
БазовыйНет данныхНет данныхAM1Нет данных
ДругойFS1FS1 +, FP2FP3FP4FP5FP6FT1FT3FT3bFP4FP5
PCI Express версия2.03.02.03.0
Fab. (нм )GF 32ШП
(HKMG ТАК ЧТО Я )		GF 28ШП
(HKMG навалом)		GF 14LPP
(FinFET масса)		GF 12LP
(FinFET оптом)		TSMC N7
(FinFET оптом)		TSMC N40
(масса)		TSMC N28
(HKMG навалом)		GF 28SHP
(HKMG навалом)		GF 14LPP
(FinFET масса)
Умереть площадь (мм2)228246245245250210[15]15675 (+ 28 FCH )107?125149
Мин. TDP (Вт)351712104.543.95106
Макс ВСУ TDP (Вт)10095651825
Максимальная базовая частота APU (ГГц)33.84.14.13.73.83.63.73.81.752.222.23.23.3
Максимальное количество APU на узел[b]11
Максимум ЦПУ[c] ядра на ВСУ48242
Максимум потоки на ядро ​​процессора1212
Целочисленная структура3+32+24+24+2+11+1+1+12+24+2
i386, i486, i586, CMOV, NOPL, i686, PAE, Бит NX, CMPXCHG16B, AMD-V, RVI, ПРО и 64-битный LAHF / SAHFдада
IOMMU[d]Нет данныхда
ИМТ1, AES-NI, CLMUL, и F16CНет данныхда
MOVBEНет данныхда
AVIC, ИМТ2 и RDRANDНет данныхда
ADX, SHA, RDSEED, SMAP, SMEP, XSAVEC, XSAVES, XRSTORS, CLFLUSHOPT и CLZEROНет данныхдаНет данныхда
WBNOINVD, CLWB, RDPID, RDPRU и MCOMMITНет данныхдаНет данных
FPUs на основной10.5110.51
Трубы на FPU22
Ширина трубы FPU128 бит256 бит80-битный128 бит
ЦПУ Набор инструкций SIMD уровеньSSE4a[e]AVXAVX2SSSE3AVXAVX2
3DNow!3DNow! +Нет данныхНет данных
PREFETCH / PREFETCHWдада
FMA4, LWP, TBM, и XOPНет данныхдаНет данныхНет данныхдаНет данных
FMA3дада
L1 кэш данных на ядро ​​(КиБ)64163232
Кэш данных L1 ассоциативность (способы)2488
Кешей инструкций L1 на основной10.5110.51
Максимальный общий кэш инструкций L1 APU (КиБ)2561281922565126412896128
Кэш инструкций L1 ассоциативность (способы)2348234
Кеши L2 на основной10.5110.51
Максимальный общий объем кеш-памяти второго уровня APU (МиБ)424121
Кэш L2 ассоциативность (способы)168168
Всего ВСУ Кэш L3 (МиБ)Нет данных48Нет данных4
Кэш APU L3 ассоциативность (способы)1616
Схема кеш-памяти L3ЖертваНет данныхЖертваЖертва
Максимальный запас DRAM поддерживатьDDR3-1866DDR3-2133DDR3-2133, DDR4-2400DDR4-2400DDR4-2933DDR4-3200, LPDDR4-4266DDR3L-1333DDR3L-1600DDR3L-1866DDR3-1866, DDR4-2400DDR4-2400
Максимум DRAM каналов на APU212
Максимальный запас DRAM пропускная способность (ГБ / с) на APU29.86634.13238.40046.93268.25610.66612.80014.93319.20038.400
GPU микроархитектураTeraScale 2 (VLIW5)TeraScale 3 (VLIW4)GCN 2-го поколенияGCN 3-го поколенияGCN 5-го поколения[16]TeraScale 2 (VLIW5)GCN 2-го поколенияGCN 3-го поколения[16]GCN 5-го поколения
GPU Набор инструкцийTeraScale Набор инструкцийНабор инструкций GCNTeraScale Набор инструкцийНабор инструкций GCN
Максимальная базовая частота графического процессора (МГц)6008008448661108125014002100538600?8479001200
Максимальное количество базовых графических процессоров GFLOPS[f]480614.4648.1886.71134.517601971.22150.486???345.6460.8
3D двигатель[грамм]До 400: 20: 8До 384: 24: 6До 512: 32: 8До 704: 44: 16[17]До 512:?:?80:8:4128:8:4До 192:?:?До 192:?:?
IOMMUv1IOMMUv2IOMMUv1?IOMMUv2
Видео декодерУВД 3.0УВД 4.2УВД 6.0VCN 1.0[18]VCN 2.0[19]УВД 3.0УВД 4.0УВД 4.2УВД 6.0УВД 6.3VCN 1.0
Кодировщик видеоНет данныхVCE 1.0VCE 2.0VCE 3.1Нет данныхVCE 2.0VCE 3.1
Энергосбережение GPUPowerPlayPowerTunePowerPlayPowerTune[20]
TrueAudioНет данныхда[21]Нет данныхда
FreeSync1
2		1
2
HDCP[час]?1.41.4
2.2		?1.41.4
2.2
PlayReady[час]Нет данных3.0 еще нетНет данных3.0 еще нет
Поддерживаемые дисплеи[я]2–32–433 (рабочий стол)
4 (мобильный, встроенный)		4234
/ DRM / radeon[j][23][24]даНет данныхдаНет данных
/ drm / amdgpu[j][25]Нет данныхда[26]даНет данныхда[26]да
  1. ^ Модели APU: A8-7680, A6-7480. Только процессор: Athlon X4 845.
  2. ^ ПК будет одним узлом.
  3. ^ APU сочетает в себе процессор и графический процессор. У обоих есть ядра.
  4. ^ Требуется поддержка прошивки.
  5. ^ Нет SSE4. Нет SSSE3.
  6. ^ Одинарная точность производительность рассчитывается исходя из базовой (или ускоренной) тактовой частоты ядра на основе FMA операция.
  7. ^ Унифицированные шейдеры  : блоки наложения текстуры  : единицы вывода рендеринга
  8. ^ а б Для воспроизведения защищенного видеоконтента также требуется поддержка карты, операционной системы, драйверов и приложений. Для этого также необходим совместимый дисплей HDCP. HDCP является обязательным для вывода определенных аудиоформатов, что накладывает дополнительные ограничения на настройку мультимедиа.
  9. ^ Чтобы питать более двух дисплеев, дополнительные панели должны иметь собственный DisplayPort поддерживать.[22] В качестве альтернативы можно использовать активные адаптеры DisplayPort-to-DVI / HDMI / VGA.
  10. ^ а б DRM (Менеджер прямого рендеринга ) является компонентом ядра Linux. Поддержка в этой таблице относится к самой последней версии.

Процессоров

Линии ВСУ

Основная статья: Список микропроцессоров AMD Accelerated Processing Unit

Есть три ВСУ объявленные или выпущенные линии:

  1. Бюджетные и основные рынки (настольные и мобильные): Карризо ВСУ
    • В Карризо мобильные APU были запущены в 2015 году на базе Экскаватор ядра x86 и особенности Гетерогенная системная архитектура для интегрированного разделения задач между процессорами и графическими процессорами, что позволяет графическому процессору выполнять вычислительные функции, которые, как утверждается, обеспечивают больший прирост производительности, чем только уменьшение размера функции.[4]
    • Карризо APU для настольных ПК были выпущены в 2018 году. Основной продукт (A8-7680) имеет 4 ядра Excavator и графический процессор на основе архитектуры GCN1.2. Также выпущен APU начального уровня (A6-7480) с 2 ядрами Excavator.
  2. Бюджетные и основные рынки (настольные и мобильные): Бристольский хребет, и Stoney Ridge (для ноутбуков начального уровня), APU[27]
    • В APU Bristol Ridge используются розетка AM4 и DDR4 RAM
    • APU Bristol Ridge имеют до 4 ядер ЦП Excavator и до 8 ядер третьего поколения. GCN Ядра GPU
    • Повышение производительности процессора до 20% по сравнению с Carrizo
    • TDP от 15 Вт до 65 Вт, 15–35 Вт для мобильных устройств
  3. Рынки предприятий и серверов: Торонто ВСУ
    • В Торонто APU для серверного и корпоративного рынков включает четыре основных модуля процессора x86 Excavator и Вулканические острова встроенное ядро ​​графического процессора.
    • В Экскаватор ядер имеет большее преимущество с МПК чем Каток. Улучшение составляет 4–15%.
    • Поддержка для HSA /hUMA, DDR3 /DDR4, PCIe 3.0, GCN 1.2[4][5][9]
    • В Торонто APU был доступен в BGA и SoC варианты. Вариант SoC имел южный мост на том же кристалле, что и APU, для экономии места и энергии, а также для оптимизации рабочих нагрузок.
    • Полная система с APU Toronto будет иметь максимальную потребляемую мощность 70 Вт.[5]

Линии CPU Desktop

Нет планов на Каток (3-е поколение Бульдозер ) или Excavator (4-е поколение Bulldozer) на настольных платформах высокого класса.

2 февраля 2016 года был анонсирован процессор Excavator для настольных ПК под названием Athlon X4 845.[28]В 2017 году были выпущены еще три настольных процессора (Athlon X4 9x0). Они выпускаются под Socket AM4 с TDP 65 Вт. Фактически, это APU с отключенными графическими ядрами.

Список процессоров настольных экскаваторов
Модель процессораЧастота (ГГц)ЯдраTDP (Ватт)РазъемКэш L1DКэш L2PCI Express 3.0Относительный МПКЗаблокировано
Athlon X4 845 (Carrizo)3,5 (3,8 турбо)465Розетка FM2 + (906)4 * 32 КБ2 * 1 МБX81.0да
Athlon X4 940 (Бристольский хребет)3,2 (3,6 турбо)465Разъем AM4 (1331)4 * 32 КБ2 * 1 МБX161.1Нет
Athlon X4 950 (Бристольский хребет)3,5 (3,8 турбо)465Разъем AM4 (1331)4 * 32 КБ2 * 1 МБX161.1Нет
Athlon X4 970 (Бристольский хребет)3,8 (4,0 турбо)465Разъем AM4 (1331)4 * 32 КБ2 * 1 МБX161.1Нет

Линии сервера

Основная статья: Список микропроцессоров AMD Opteron

Дорожные карты AMD Opteron на 2015 год показывают, что на базе экскаватора Торонто ВСУ и Торонто ЦП, предназначенный для приложений кластера с 1 процессором (1P):[5]

  • Для кластеров веб-служб и корпоративных служб 1P:
    • Торонто Процессор - четырехъядерный процессор x86 Excavator, архитектура
    • планы на Кембридж CPU - 64-битный AArch64 основной
  • Для вычислительных и мультимедийных кластеров 1P:
    • Торонто APU - четырехъядерный процессор x86 Excavator, архитектура
  • Для серверов 2P / 4P:
    • Варшава Процессор - 12/16 ядер x86 Копер (Бульдозер 2-го поколения) (Opteron 6338P и 6370P )
    • нет планов на Каток (3-е поколение Бульдозер ) или Excavator (4-е поколение Bulldozer) на многопроцессорных платформах высокого класса

Рекомендации

  1. ^ http://www.extremetech.com/computing/176919-amd-leak-confirms-that-excavator-apu-will-be-28nm-and-that-some-production-is-moving-back-to-globalfoundries
  2. ^ Рейнольдс, Сэм (31 октября 2013 г.). «Новые подтвержденные подробности о линейке APU AMD 2014 года, Кавери отложен». Vr-zone.com. Получено 24 ноября, 2013.
  3. ^ «AMD обновляет дорожную карту продукта на 2014 и 2015 годы». Digitimes.com. 26 августа 2013 г.. Получено 24 ноября, 2013.
  4. ^ а б c Хахман, Марк (21 ноября 2014 г.). «AMD представляет высокопроизводительный APU Carrizo, первый чип, полностью поддерживающий дерзкую технологию HSA». PCWorld. Получено 15 января, 2015.
  5. ^ а б c d Муджтаба, Хасан (26 декабря 2013 г.). «Дорожная карта AMD Opteron раскрывает подробности APU нового поколения Toronto и Carrizo». WCCF Tech. Получено 15 января, 2015.
  6. ^ http://www.bit-tech.net/news/hardware/2014/09/11/amd-zen/1
  7. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2014-05-13. Получено 2014-05-22.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  8. ^ Моаммер, Халид (9 сентября 2014 г.). «Высокопроизводительное ядро ​​AMD следующего поколения x86 - это Zen». WCCF Tech. Получено 15 января, 2015.
  9. ^ а б Муджтаба, Хасан (5 мая 2014 г.). «AMD объявляет план развития на 2014–2016 годы - 20-нанометровые ядра Project SkyBridge и K12 64-битные ядра ARM на 2016 год». WCCF Tech. Получено 15 января, 2015.
  10. ^ «Архитектура AMD Carrizo подробно и исследована». Extremetech.com. 2 июня 2015 г.. Получено 3 марта, 2019.
  11. ^ http://www.tomshardware.com/news/Steamroller-High_Density_Libraries-hot-chips-cpu-gpu,17218.html
  12. ^ http://wccftech.com/amd-carrizo-apu-architecture-hot-chips/
  13. ^ «AMD представляет APU 7-го поколения: Excavator mk2 в Бристоль-Ридж и Стони-Ридж для ноутбуков». 31 мая 2016. Получено 3 января 2020.
  14. ^ Семейство APU AMD Mobile Carrizo, призванное обеспечить значительный скачок в производительности и энергоэффективности в 2015 году » (Пресс-релиз). 20 ноября 2014 г.. Получено 16 февраля 2015.
  15. ^ «Руководство по сравнению мобильных процессоров, версия 13.0, стр. 5: Полный список мобильных процессоров AMD». TechARP.com. Получено 13 декабря 2017.
  16. ^ а б «Графические процессоры AMD VEGA10 и VEGA11 обнаружены в драйвере OpenCL». VideoCardz.com. Получено 6 июн 2017.
  17. ^ Катресс, Ян (1 февраля 2018 г.). «Ядра Zen и Vega: APU Ryzen для AM4 - AMD Tech Day на CES: Обнародована дорожная карта 2018, с APU Ryzen, Zen + на 12-нм, Vega на 7-нм». Анандтех. Получено 7 февраля 2018.
  18. ^ Ларабель, Майкл (17 ноября 2017 г.). «Поддержка кодирования Radeon VCN появляется в Mesa 17.4 Git». Фороникс. Получено 20 ноября 2017.
  19. ^ Лю, Лев (2020-09-04). "Добавить поддержку Renoir VCN decode". Получено 2020-09-11. Имеет тот же блок VCN2.x, что и Navi1x
  20. ^ Тони Чен; Джейсон Гривз, «Архитектура AMD Graphics Core Next (GCN)» (PDF), AMD, получено 13 августа 2016
  21. ^ «Технический взгляд на архитектуру AMD Kaveri». Полуточный. Получено 6 июля 2014.
  22. ^ «Как подключить три или более монитора к графической карте AMD Radeon ™ HD 5000, HD 6000 и HD 7000?». AMD. Получено 8 декабря 2014.
  23. ^ Эйрли, Дэвид (26 ноября 2009 г.). «DisplayPort поддерживается драйвером KMS, встроенным в ядро ​​Linux 2.6.33». Получено 16 января 2016.
  24. ^ "Матрица функций Radeon". freedesktop.org. Получено 10 января 2016.
  25. ^ Дойче, Александр (16 сентября 2015). "XDC2015: AMDGPU" (PDF). Получено 16 января 2016.
  26. ^ а б Мишель Дэнзер (17 ноября 2016 г.). "[ОБЪЯВЛЕНИЕ] xf86-video-amdgpu 1.2.0". lists.x.org.
  27. ^ Катресс, Ян (1 июня 2016 г.). «AMD представляет APU 7-го поколения». Anandtech.com. Получено 1 июня 2016.
  28. ^ Джефф Кампман (2 февраля 2016 г.). «AMD ставит Excavator на рабочий стол с Athlon X4 845».