核心功耗降低 40％、初探 AMD 全新單晶片「Carrizo」

近年提到流動工作大部份都集中討論利用智能電話、平板電腦這類檔次的裝置，然而仍有很多工序是透過筆記簿電腦進行，筆電所使用的 x86 架構在續航力上不及 ARM 架構的智能電話。但近年兩大 CPU 生產商 Intel 及 AMD 都在節能技術上不斷追上市場需求，務求追回更多的流動市場份額。

AMD 於 International Solid-State Circuits Conference (ISSCC)中展示即將推出的 A 系列 APU，代號為「Carrizo」，定位是專為手提電腦和低功耗桌上型電腦而設。以系統單晶片（SoC）設計，AMD 預計 Carrizo x86 核心功耗將降低 40%，同時更提供更佳電源管理技術，新設計的「Excavator」x86 CPU 核心及 Radeon GPU 核心在圖像與多媒體效能表現亦較前一代 APU 大幅提升。

Carrizo APU 在電源和效能優化方面較上代提升，運算效能近年有顯著的進步，但節能優勢提升速度卻放緩，促使尋求其他方式以提高處理器性能和效率的需要。AMD 持續透過異構系統架構(HAS)和專門電源管理技術以提升效能。即將推出的 Carrizo APU 標誌著向『25×20』節能目標踏出重要一步，並提供應用於 AMD 全系列產品線的一系列功能。

在 ISSCC 上公開的全新 Carrizo 詳細規格包括：

• 與前一代「Kaveri」相若的晶片面積，電晶體數量增加 29%
• 全新 x86 核心架構「Excavator」，提升每時脈週期指令數效能，並同時降低 40% 功耗
• 配備專為電源供應而設的新款 Radeon GPU 核心
• 晶片內建專為 H.265 影片解碼的功能，可支援真正 4K 解像度
• 電池效能與壽命有超過 10% 的提升
• 首次將南橋晶片整合在 APU 內。

異構系統架構發展

新款高密度設計元件庫令 AMD 於 Carrizo 上放置 31 億個電晶體，在保持晶片尺寸不變情況下提高密度，多出空間能分擔圖像與多媒體的處理及整合南橋控制器至單一晶片上。整合 H.265 硬件壓縮功能，不僅有助延長電池壽命，在觀看高解像串流影片時也能減低頻寬需求。另外由於 Carrizo 符合 HSA 1.0 規範，因此 HSA 可大幅簡化如 GPU 等的加速器編寫程式，在軟件層面發揮更多硬件效能，可以在低功耗下發揮較高效能。

HSA 在設計上最大的優勢在於採用的異構性統合記憶體存取（hUMA）。CPU 與 GPU 可利用 hUMA 技術共用記憶體空間，除了令兩者能存取所有平台記憶體外，更可將資料分配至系統記憶體空間的任何位置。這種一致的記憶體架構大幅降低工作所需的指令數量，有助提升效能與節能效率。

更節能 APU 針對高流動市場

AMD 研發大量技術來優化電壓，處理器會在數納秒或十億分之一秒中持續比對平均電壓與電壓降，這種電壓調適運作會整合在往後的 CPU 與 GPU 內。由於頻率調整作業於數納秒內完成，運算效能幾乎絲毫無損，而其 GPU 可減低電力耗損達 10%，CPU 部分更減少 19%。

除了傳統的溫度與電源感應器外，Carrizo 還納入矽晶片速度能力感應器與電壓感應器，讓每個 APU 能針對矽元件特性、平台表現及運作環境進行調整。透過這些參數進行即時調整，節省高達 30% 的電力。