Тестируем новую архитектуру AMD Kaveri

AMD на процессорном рынке, похоже, окончательно вышла из гонки за производительность и все свои новые решения теперь будет представлять в бюджетном и среднем сегментах. И первый анонс 2014 года только утвердил наши предположения. Выпущенные в начале этого года APU Kaveri вобрали в себя все передовые технологии компании и оказались крайне интересным предложением для игровых систем начального уровня.


Тем, кто пропустил последние три года в истории AMD, напомним: в 2011-м компания представила процессоры APU Trinity. В них под одной крышкой объединили сразу и x86-ядра общего назначения, и графические SIMD блоки VLIW4. взятые напрямую с видеокарт серии Radeon HD 6900. Особого фурора гибриды тогда не произвели — было не совсем понятно, зачем они вообще нужны. Но вышедшие потом APU Llano и Richland, получившие современную х86-ую архитектуру Bulldozer и Piledriver. сумели занять свое место на рынке. И сегодняшние Kaveri должны его укрепить, ведь AMD над ними поработала более чем основательно.

Кристаллы наконец-то перевели с 32-нм на 28-нм техпроцесс, что в теории позволило не только удешевить производство, но и уменьшить тепловыделение. Изменилась и x86-часть. Kaveri базируются на третьем поколении архитектуры Bulldozer — Steamroller Конструктивно она схожа с прошлогодней Piledriver. Ядро оснащено парой вычислительных модулей и видится системой как два раздельных камня. Но если раньше на них приходился всего один «вводной» конвейер и запасной «калькулятор» частенько простаивал без дела, то теперь каждому «счетчику» отрядили по собственному декодеру, тем самым увеличив скорость при пиковой нагрузке.

Благоприятно на качество работы повлиял и подросший с 64 до 96 КБ L1-кэш, а также доработанный планировщик, чья эффективность вроде как выросла почти на 10%. Бороться же с энергопотреблением призвана переработанная кэш память второго уровня. Ее в Steamroller разделили на четыре независимые части, каждую из которых можно отключить на время простоя.


Еще одно нововведение коснулось графической части кристаллов. Динозавров с Radeon HD 6900 заменили Graphics Core Next, трудящиеся в последнем поколении видеокарт AMD Radeon R9. На вычислительный модуль в GCN приходится по 64 потоковых процессора и 4 текстурника. Всего на один камень таких наборов выделяют от шести до восьми штук, в зависимости от модели. Много это или мало? Скажем так, в современном мире подобное количество примерно соответствует трем четвертям младшей Radeon R7 250Х. Но если заглянуть в прошлое, лет эдак на пять, то перед нами практически топовая плата уровня Radeon HD 4660. А этого, по словам самой AMD, должно хватать на игры в Full HD-разрешении.

Так ли это — будем проверять на практике, а сейчас отметим, что, как и дискретные решения, интегрированная графика оснащена не только поддержкой DirectX 11.2, но и технологиями AMD TrueAudio с AMD Mantle. Первая — звуковой чип, умеющий в реальном времени рассчитывать звук в 3D сцене и правильно применять эффекты реверберации. Вторая — собственный набор инструкций AMD, способный в будущем заменить DirectX и. чисто на бумаге, повысить производительность видеокарт.

Еще одна интересность в Kaveri — AMD Radeon Dual Graphics. Если вместе c APU в компьютер поставить дискретную видеокарту, их силы можно объединить и выжать несколько лишних fps. Естественно, работает это не со всеми моделями GPU — с NVIDIA точно не заведется, да и со старшими R9 использовать технологию неразумно. А вот добавить мощи бюджетной R7 250Х — самое то для такой функции.


Впрочем, новые архитектуры, наверное, не самое интересное в APU Kaveri, ведь в этих кристаллах AMD наконец-то воплотила свою давнюю голубую мечту — организовала гетерогенные вычисления. Другими словами, теперь GPU способен куда активнее подключаться к выполнению общих задач и снимать нагрузку с х86-ядер (на этом принципе построены PlayStation 4 и Xbox One).

Конечно, подобные фокусы были доступны и раньше, однако дело портила одна «мелочь»: GPU и CPU использовали разные адресные пространства. То есть если х86-часть хотела привлечь к расчетам графические мощности, она копировала информацию из своего кусочка памяти в чужой, а потом совершала обратную последовательность действий для получения результатов. Благодаря внедрению hUMA (heterogeneous Uniform Memory Access) в APU Kaveri память отныне общая, перекидывать туда-сюда данные больше не надо, что не только упрощает процесс программирования, но и существенно повышает эффективность работы тандема.

Еще одной очень крутой особенностью APU Kaveri стала функция hQ (heterogeneous Queuing). Без данной технологии структура совместных вычислений строилась следующим образом: если программа предполагала возможность использования графических ядер, то x86-часть обращалась к специальной службе Windows, переводила с ее помощью кусочек приложения в понятный GPU код и только тогда получала поддержку. С hQ всего этого не требуется. Софт может делать прямые запросы к GPU, минуя все преобразования, — опять же, увеличение скорости расчетов.

Зачем все это придумали, спросите вы. Отвечаем. Общая производительность х86-части APU Kaveri составляет 118,4 Гфлопса. а GPU-кусок способен выдать 737.3 Гфлопса! Конечно, абсолютно все задачи ему не под силу (работает он в основном с параллельными вычислениями), но упускать из виду такую мощь — преступное дело. И то, что сделала AMD, — без пяти минут революция в процессорном мире. Правда, пока будущая. На момент написания этих строк приложений, поддерживающих hUMA и hQ. не было, и, когда они появятся, не известно.



Хотя саму AMD подобный расклад, похоже, не особо напрягает. С вводом гетерогенности она вновь приступила к своему любимому делу — игре в слова. Три года назад, когда появились Bulldozer, маркетологи решили вместо ядер в ТТХ процессоров записывать вычислительные модули. тем самым не совсем справедливо удваивая число в соответствующей строчке. Теперь же фантазия пошла еще дальше. В характеристиках к «калькуляторам» x86-части стали добавлять еще и GPU-блоки. То есть AMD без лишней скромности начала называть свои кристаллы... 12-ядерными! Конечно, тем, кто разбирается в теме, все понятно; НО ВОТ тем, кто журналов не читает, будет сложно — как-никак, а число «двенадцать» в характеристике смотрится куда внушительнее честных «четырех», ошибиться тут можно ой как сильно.

Непросто все и с маркировкой камней. Так, на момент тестирования было представлено три образца: А10-7850К/7700К и А8-7600. Все они идут с двумя ядрами и четырьмя вычислительными модулями. Отличия кроются в количестве графических наборов Больше всех их, восемь штук, выдали старшей модели. Младшим же отгрузили по шесть блоков, а в версии А8 дополнительно заблокировали множитель.

Естественно, есть разница и по частоте. Топовый камень может работать на 3.7 ГГц, а младший добирается лишь до 3.1 ГГц. Кстати, что забавно, скорости эти чуть ниже, чем у прошлогодних APU Richland. — это связано с сильно усложнившейся структурой.

Тут же отметим, что с APU Kaveri инженеры компании сделали нестандартный для себя ход — перешли на новый сокет FM2+ (с обратной совместимостью со старыми моделями) и свежие чипсеты А88Х и А75. По сравнению с прошлым поколением изменений в них почти нет: к шести SATA Rev. 3, четырем USB 3.0 и десяти USB 2.0 добавилась поддержка PCIe 3.0 и планок памяти DDR3 частотой до 2400 МГц.


В итоге, если сложить все вместе. APU Kaveri — безусловно, самые интересные процессоры AMD за последние несколько лет. Мало того, что в них представили свежие архитектуры, так еще и реализовали крайне многообещающую гетерогенность. И пусть пока она еще не получила поддержку со стороны софта — задел AMD сделала будь здоров. Если технология выстрелит, Intel может прийтись очень и очень тяжело.