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AMD K10, Bulldozer, Piledriver e APU Fusion/HSA

Pagina 15: AMD K10, Bulldozer, Piledriver e APU Fusion/HSA

AMD K10, Bulldozer, Piledriver e APU Fusion/HSA

AMD K10 (Phenom, Phenom II, Athlon II, Athlon X2, Sempron)

AMD è passata dall'architettura K8 a quella K10. I primi processori K10 sono stati i Phenom presentati nel novembre 2007. La famiglia AMD Phenom è stata progettata per integrare fino a sei core in un singolo die. Dal 2007, e negli anni successivi, abbiamo visto diverse declinazioni sotto i marchi Phenom, Phenom II, Athlon II, Athlon X2 e Sempron. I primi chip K10 usavano un Socket AM2+, che includeva il supporto alla DDR2. Le versioni successive usavano i Socket AM3 e AM3+, che supportavano memoria DDR3. L'immagine sotto è quella di un processore Phenom II X6 per Socket AM3:

Le CPU Phenom X3, X4 e Athlon X2 sono state realizzate a 65 nanometri, mentre i processori Phenon II, Athlon II e Sempron 1xx erano fatti a 45 nanometri, arrivando ad avere un die con consumi generalmente più bassi e prestazioni più alte. La figura sotto illustra il progetto interno del processore Phenom II X6:

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I chip di fascia alta in questa famiglia includono soluzioni con tre, quattro o sei core, cache L3 e frequenze maggiori, oltre a velocità superiori per il bus HyperTransport (2 GT/s). La tabella sotto vi permette di vedere i vari processori AMD K10 usciti nel corso del tempo:

Processore Core Frequenza Turbo Core L2 L3 Core Processo TDP Socket
Phenom II X6 6 2.6-3.3 GHz 3 MB 6 MB Thuban 45 nm 95-125 W AM3
Phenom II X4 4 2.9-3.5 GHz 2 MB 6 MB Zosma 45 nm 95-125 W AM3
Phenom II X4* 4 2.5-3.7 GHz No 2 MB 4-6 MB Deneb 45 nm 95-140 W AM3
Athlon II X4 4 2.2-3.8 GHz No 2 MB N/A Propus 45 nm 45-95 W AM3
Phenom II X3 3 2.4-3.2 Ghz No 1.5 MB 6 MB Heka 45 nm 65-95 W AM3
Athlon II X3 3 2.2-3.4 GHz No 1.5 MB N/A Rana 45 nm 45-95 W AM3
Phenom II X2 2 2.8-3.5 GHz No 1 MB 6 MB Callisto 45 nm 80 W AM3
Phenom II X2 2 3.4 GHz No 1 MB 6 MB Regor 45 nm 80 W AM3
Athlon II X2 2 1.6-3.3 GHz No 1-2 MB N/A Regor 45 nm 25-65 W AM3
Athlon II1xxu 1 1.8-2 GHz No 1 MB N/A Sargas 45 nm 20 W AM3
Sempron 1xx 1 2.7-2.9 GHz No 1 MB N/A Sargas 45 nm 45 W AM3
Phenom X4 4 1.8-2.6 GHz No 2 MB 2 MB Agena 65 nm 65-140 W AM2+
Phenom X3 3 1.9-2.5 GHz No 1.5 MB 2 MB Toliman 65 nm 65-95 W AM2+
Athlon X2 2 2.3-2.8 GHz No 1 MB 2 MB Kuma 65 nm 95 W AM2+

*Il modello 840 non ha cache L3

  • Zosma = Thuban con due core disabilitati
  • Propus = Deneb senza cache L3 (o disabilitata)
  • Heka = Deneb con un core disabilitato
  • Rana = Propus con un core disabilitato
  • Callisto = Deneb con due core disabilitati
  • Toliman = Agena con un core disabilitato
  • Kuma = Agena con due core disabilitati

I processori AM3 possono essere usati anche nelle motherboard Socket AM2+ con un aggiornamento BIOS appropriato.

Processori AMD FX "Bulldozer" e "Piledriver"

AMD ha introdotto il successore dell'architettura K10, noto come Bulldozer, nell'ottobre 2011. Anche se i processori FX in questa famiglia usavano lo stesso Socket AM3+ delle ultime proposte K10, il progetto interno delle soluzioni Bulldozer era molto differente dai predecessori.

Nota: Bulldozer è anche noto come K11, ma Bulldozer è il nome più comune di questa architettura.

I processori Bulldozer sono modulari. Ogni modulo contiene una singola cache L1 instruction, un decoder multi-branch instruction, e un multilayer dispatch controller. Il controller dispatch è stato connesso a due cluster integer e a una singola unità in virgola mobile. I risultati sono collegati a una write coalescing cache, un'unità per l'interfaccai core e fino a 2 MB di cache L2. Il modulo è comunemente noto come dual-core, anche se solo i cluster integer sono due. Una CPU Bulldozer – su desktop nota come Zambesi – include fino a 8 MB di cache L3 e fino a otto core.

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Le altre caratteristiche di Bulldozer includono il Turbo Core (una funzione analoga al Turbo Boost) e nuove istruzioni (AES, AVX, FMA4 e XOP). Queste istruzioni supportano una codifica più veloce, calcoli in virgola mobile, rendering e la transcodifica video via software ottimizzata per queste istruzioni. Con Bulldozer, AMD passò dal processo produttivo a 45 nanometri a quello a 32 nanometri. I processori FX basati su Bulldozer sono completamente sbloccati per un overclock più facile.

Le CPU in questione sono ottimizzate per sfruttare i software che usano molti thread, ma le prestazioni dei benchmark sono state deludenti, in quanto la maggior parte delle applicazioni non erano ottimizzate per la nuova architettura Bulldozer. Le altre specifiche dei processori Bulldozer sono elencate nella tabella sotto:

Processore Core Freq. CPU Turbo Core L2 TDP
FX 81xx 8 3.1-3.6 GHz 4 MB 125 W
FX 61xx 6 3.3 GHz 3 MB 95 W
FX 41xx 4 3.8 GHz No 2 Mb 125 W

AMD ha introdotto una versione migliorta di Bulldozer, nota come Piledriver, nell'ottobre 2012. Questi sono i miglioramenti:

  • Branch predictor più accurato
  • Supporto alle istruzioni integer FMA4 e F16C
  • Progetti della cache L1 e L2 migliorati
  • Frequenze più elevate

La tabella sotto mostra i processori FX che usano la microarchitettura Piledriver. Questi processori usano i core noti come Vishera.

Processore Core Freq. CPU L2 TDP
FX 83xx 8 3.5-4 GHz 4 MB 125 W
FX 63xx 6 3.5 GHz 3 MB 95 W
FX 43xx 4 3.8 GHz 2 MB 95 W

APU AMD Fusion/HSA (Heterogeneous Systems Architecture)

Fusion era il nome originario di una varietà di processori mobile, desktop e server con grafica integra di AMD. Adesso l'azienda parla di Heterogeneous Systems Architecture (HSA) e in generale chiamata queste soluzioni "Advanced Processing Units (APUs)".

Nota: AMD ha abbandonato il nome Fusion dopo aver scoperto che la svizzera Arctic (originariamente Arctic Cooling), usava il nome Fusion per i suoi alimentatori dal 2006.

AMD ha realizzato diverse linee di APU, incluse le serie C (principalmente notebook) e le serie E (usate nei notebook e desktop low-cost). La linea primari di prodotti per i desktop è tuttavia la serie A, di cui contiamo tre esponenti: Llano (basato su Bulldozer), Trinity (Piledriver) e Kaveri (Steamroller). Llano usa il socket FM1 e include modelli con due, tre o quattro core fino a 4 MB di cache L2. Il core Trinity usa il Socket FM2 e raggiunge frequenze più alte, ha una migliore GPU e una gestione termica superiore. Esistono soluzioni da due o quattro core con un massimo di 4 MB di cache L2. Per quanto riguarda Kaveri, AMD ha introdotto il nuovo socket FM2+, per ora solo tre soluzioni quad-core, di cui trovate tutti i dettagli in questo articolo.