Gestione energetica
Ogni modulo Bulldozer ha il proprio dominio di frequenza, il che significa che più moduli possono operare a differenti frequenze simultaneamente. Questa è una nuova funzione rispetto ai Phenom II, i quali fanno funzionare i propri core alla stessa velocità (ma hanno un numero di p-state intermedi tra i quali scegliere). AMD aveva già provato questo approccio con il primo Phenom.
I domini di frequenza separati causavano problemi con i processori Phenom in Windows Vista con Cool'n'Quiet abilitato. Tramite un processo chiamato migrazione, lo scheduler del sistema operativo dovrebbe spostare i thread tra i core nel tentativo di mantenere simmetria sotto carico. Perché? Riprendiamo un pezzo dalla nostra recensione delle CPU Lynnfield di Intel:
"Per mantenere la simmetria di un sistema sotto pieno carico è preferibile che l'I/O non diventi dipendente da un solo core. Se mantenete la rotazione dei thread tra i core che lavorano alle loro massime prestazioni, avrete una reattività migliore".
"Questa implementazione è stata una decisione che Microsoft ha preso durante la progettazione del kernel Windows NT e, basandoci sulle nostre esperienze con entrambe le aziende produttrici di processori, non è stata considerata come una "funzione utile". Certamente, ha afflitto Intel in modo differente da AMD. Il problema di Intel con Vista era il consumo energetico. Per ogni migrazione, bisognava scrivere e combinare la cache L3 dell'architettura Nehalem, un'operazione che pesa sui consumi".
"Questo cambia con Windows 7 e una funzione chiamata "ideal core". Se un task ha bisogno di essere indirizzato da un core, il sistema operativo lo lascerà lì, senza spostarlo. Questo significa due cose per Intel: anzitutto non sarà usata energia per la migrazione e, secondariamente, gli "ideal core" sono capaci di rimanere in stato energetico C6. Presumibilmente questo cambiamento può offrire circa 10/15 minuti in più di batteria sui notebook con CPU Nehalem, anche se questo argomento non diventerà d'attualità fino all'arrivo del dual-core Arrandale nel corso dell'anno. Forse è più interessante sapere, tuttavia, che i processori senza stato energetico C6 non avranno benefici (incluse le CPU AMD)".
Quindi mentre il Phenom potrebbe aver anticipato un po' troppo i tempi per quanto riguarda lo scheduler di Vista, Windows 7 dovrebbe gestire il design di AMD in un modo molto più elegante. Secondo Larry Hewitt, capo ingegnere per il SoC di Zambezi, Interlagos e Valencia, il tempo che serve a Bulldozer per accelerare dallo stato p minimo è inferiore rispetto a quello del Phenom.
Naturalmente abbiamo voluto verificare quanto detto da Larry. Non potete vederlo nel grafico sopra, ma il Phenom II - che ha i problemi di migrazione dei Phenom, facendo lavorare i core alla stessa velocità - non mostra differenze prestazionali in PCMark 7 con Cool'n'Quiet attivato o disabilitato, come ci aspettavamo. Lo stesso vale per l'FX-8150, confermando che Zambezi e Windows 7 vanno d'accordo. La cosa davvero interessante è quanto effettive siano le ottimizzazioni di AMD orientate ai consumi in Bulldozer. Le linee blu e verdi rappresentano le CPU FX e Phenom II X6 con CnQ attivato. Quelle nera e rossa sono gli stessi due chip con CnQ disabilitato (rispettivamente).
Abbiamo visto che un sistema Phenom II X6 richiede di media 204 watt con Cool'n'Quiet spento e 191 watt quando è attivato - la differenza è di 13 watt. L'FX-8150 richiede di media 191 watt con Cool'n'Quiet attivato, ma passa a 240 watt con la funzione disabilitata. Di media, il CnQ riduce il consumo del sistema di 49 watt durante la sessione di test, senza pesare negativamente sulle prestazioni.
Il Northbridge integrato e la complessa cache L3 risiedono nel proprio dominio di frequenza. Inoltre hanno un proprio dominio energetico. Il Power gating, introdotto da Intel con l'architettura Nehalem ma implementato da AMD solamente con le APU Llano, è probabilmente usato estensivamente in questo SoC per ridurre la dispersione di corrente quando parti del chip non sono in uso.
Come con Llano, Zambezi/Valencia/Interlagos i chip supportano lo stato C6, in cui la cache di un modulo Bulldozer è ripulita, i suoi contenuti esportati verso la memoria di sistema e tutte le tensioni sono rimosse. Il risultato è che per ogni modulo che potete far entrare in stato sleep, si riducono sia consumi sia calore prodotto. Questo è doppiamente benefico preso nel contesto del problema di migrazione Windows 7 di cui abbiamo appena parlato, il che dovrebbe consentire ai moduli Bulldozer di stare in idle più a lungo (questo succede a livello modulo, non core).
Il supporto C1E non è affatto nuovo per AMD, ma è stato migliorato in quanto tutto nei moduli Bulldozer può sottostare al power gating, come il Northbridge, i collegamenti HyperTransport e la DRAM. Tutti possono finire in un stato energetico molto basso.