AMD Fusion

AMD Fusion (от англ. fusion в рус. слияние) в кодовое наименование микропроцессорной архитектуры, которая была разработана американской компанией AMD. Суть проекта «AMD Fusion» заключается в объединении центрального многозадачного универсального процессора с графическим параллельным многоядерным процессором в одном кристалле. Процессоры, создаваемые по такой микроархитектуре, называются APU в Accelerated Processing Unit (ускоренное обрабатывающее устройство), по аналогии с CPU (Central Processing Unit, центральное обрабатывающее устройство).

История разработки

Разработка технологии «Fusion» стала возможной после покупки канадской компании ATI компанией AMD, которая состоялась 25 октября 2006 года. Изначально предполагалось, что эта технология будет дебютировать во второй половине 2009 года как преемник последней процессорной архитектуры.

В июне 2006 года сотрудник AMD Генри Ричард (англ. Henri Richard) дал интервью сайту DigiTimes, в котором намекнул на будущую разработку нового процессора:

Вопрос: Каковы ваши перспективы в разработке новой процессорной архитектуры на следующие три-четыре года?

Ответ: Как прокомментировал Дирк Мейер (англ. Dirk Meyer) на нашей встрече аналитиков, мы не остановимся. Мы говорили об обновлении текущей архитектуры K8, которое состоится в 2007 году. Мы планируем следующие усовершенствования новой архитектуры: производительность операций с целыми числами, производительность операций с вещественными числами, полоса пропускания памяти, соединения и так далее. Вы знаете, что наша платформа всё ещё крепко стоит, но, конечно, мы не остановимся, и у нас уже есть ядро нового поколения, над которым мы работаем. Я не могу предоставить вам сейчас больше подробностей, но я думаю, что важно то, что мы чётко установили, что это в гонки двух лошадей. И, как это бывает в лошадиных забегах, даже если одна лошадь немного обгоняет другую, то это полностью меняет ситуацию. Но важно то, что это в гонка.

Оригинальный текст  (англ.)  

Question: What is your broad perspective on the development of AMD processor technology over the next three to four years?

Answer: Well, as Dirk Meyer commented at our analysts meeting, we're not standing still. We've talked about the refresh of the current K8 architecture that will come in '07, with significant improvements in many different areas of the processor, including integer performance, floating point performance, memory bandwidth, interconnections and so on. You know that platform still has a lot of legs under it, but of course we're not standing still, and there's a next-generation core that's being worked on. I can't give you more details right now, but I think that what's important is that we're establishing clearly that this is a two-horse race. And as you would expect in a race, sometimes, when one horse is a little bit in front of the other, it reverses the situation. But what's important is that it is a race.

В интервью Марио Риваса (англ. Mario Rivas) с CRN.com он заявляет: «С программой Fusion компания AMD надеется предоставить многоядерные продукты, используя разные типы процессорных блоков. Например, GPU будет выделяться во многих задачах с параллельным вычислением, в то время как центральный процессор возьмёт на себя тяжёлую работу по перемалыванию чисел. Fusion-процессоры с CPU и GPU, интегрированными в одной архитектуре, должны сделать жизнь системных программистов и разработчиков приложений намного проще.»

Компания AMD перенесла выпуск гибридного процессора Fusion на 2011 год. Ранее считалось, что калифорнийский разработчик представит процессор с интегрированным ядром на основе 45-нанометрового техпроцесса уже в начале 2010 года. Однако новый роадмап AMD отодвигает появление Fusion на целый год, до появления 32-нанометровой продуктовой линейки. В данный момент AMD планирует две модификации Fusion Llano с четырьмя ядрами и 4 Мб кэш-памяти и Ontario с двумя ядрами и 1 Мб кэш-памяти.

В апреле 2009 года появилась новость о том, что AMD собрала пробную версию модели «Llano» и довольна результатами. Микропроцессоры «Llano», построенные на архитектуре AMD Fusion, будут состоять из четырёх ядер класса Phenom II с 4 Мб кэш-памяти L3 и контроллером DDR3 1600 МГц, а также с графическим ядром с поддержкой Direct3D 11 и шиной PCI Express 2.0 для внешней видеокарты. Данные микропроцессоры будут производиться по 32-нанометровому техпроцессу.

Предварительная информация

• Гетерогенная многоядерная микропроцессорная архитектура, которая комбинирует процессорные ядра общего назначения с последовательной обработкой данных и многопоточные графические ядра с параллельной обработкой данных в одном процессорном кристалле.
• Четыре платформы сосредотачиваются на четырёх аспектах использования:
  • универсального назначения (англ. General Purpose);
  • данные (англ. Data Centric);
  • графика (англ. Graphics Centric);
  • медиа (англ. Media Centric);
• Процессоры серии Fusion увидят новую модульную методологию дизайна, которая называется «M-SPACE». В этой будущей многоядерной микропроцессорной архитектуре будет широкий диапазон комбинаций, а также улучшенная гибкость, что приведёт к минимизации архитектурных изменений между различными комбинациями компонентов. Встроенное графическое ядро может быть изменено без необходимости редизайна целого процессорного кристалла.
• Продукты Fusion будут включать, по крайней мере, 16 линий шины PCI Express (версии 2.0).
• Аппаратная реализация блока UVD3 (англ. Unified Video Decoder в рус. Унифицированный видеодекодер), который обеспечит поддержку полного аппаратного декодирования видеопотоков форматов MPEG2, VC-1 и H.264 на поддерживаемом программном обеспечении.
• Был разработан и показан новый набор процессорных инструкций и библиотек разработки для Fusion. Он будет новой итерацией SSE, называемой SSE5, о которой объявили 30 августа 2007 года.
• Согласно Дэйву Ортону (англ. Dave Orton), Fusion будет иметь на 10% больше пинов, чем «обычный процессор», но он был не в состоянии уточнить, что же он подразумевал под понятием «обычный процессор».
• Процессор Fusion будет поставляться на четырёх сокетах (разъёмах), каждый из которых предназначен для своего сегмента рынка. Сокет Socket FM1 (PGA) предназначается для настольных компьютеров, а Socket FS1 (μPGA), Socket FP1 (BGA), Socket FT1 (BGA) в для рынка неттопов и ноутбуков.

Реализации

Компания AMD публично объявила о двух реализациях процессора Fusion.

Серия Falcon

Процессоры серии Falcon анонсированы в июле на AMD Technology Analyst Day. Целевой рынок процессора Bulldozer из серии Falcon в настольные системы с энергопотреблением от 10 Вт до 100 Вт. Bobcat, процессор из серии Falcon, ориентирован на рынок мобильных телефонов, UMPC и карманных устройств с энергопотреблением от 1 Вт до 10 Вт.

Серия Swift

Процессоры серии Swift будут базироваться на основе архитектуры Stars и выполнены на 45-нм техпроцессе. Они будут нацелены на рынок ноутбуков. Заявлена поддержка стандарта памяти DDR3. Процессоры серии Swift будут иметь полностью DirectX10-совместимое графическое ядро на основе чипа Radeon RV710. Будет присутствовать полная поддержка технологий PowerXpress и Hybrid CrossFireX. TDP: 5-8 Вт (под нагрузкой), 0.6-0.8 Вт (в режиме простоя). Есть две версии процессоров Swift: White Swift (основан на 1-м ядре) и Black Swift (основан на 2-х ядрах).

Llano и Bobcat (2011)

• Позже план выпуска процессоров изменили и «Swift» был полностью отменён. Причина была связана с плохим выходом годных чипов на 45-нм техпроцессе. Вместо него Bobcat и Llano будут первым и вторым Fusion APU, ориентированными на различные сегменты рынка.
• Llano основан на модифицированном ядре поколения Stars. Выпускается на мощностях GlobalFoundries по 32-нм SOI техпроцессу с использованием материалов, имеющих высокое значение диэлектрической константы (high-k) и транзисторов с металлическим затвором (metal gate). Llano будет доступен в двух-, трёх- и четырёхъядерных вариантах.
• Ядро Bobcat, в отличие от Intel Atom, обладает внеочередным исполнением команд и является основой для Ontario (TDP 9 Вт) и Zacate (TDP 18 Вт) APU, которые будут доступны в одно- и двухъядерных вариантах.
• Процессорные и графические ядра находятся на одной подложке.
• Включают ядро GPU, полностью совместимое с DirectX 11.
• Llano будет иметь интегрированный контроллер PCI Express 2.0, двухканальный контроллер памяти с поддержкой модулей до DDR3-1600 и 1 Мб L2 кэша на ядро (L3 кэш отсутствует).
• По предварительным данным, трёх- и четырёхъядерные процессоры Llano будут называться «Beavercreek», а двухъядерные в «Winterpark».

Trinity и Enhanced-Bobcat (2012)

• APU Llano будет заменен на APU Trinity.
• В Trinity ядра Stars будут заменены на ядра Piledriver. Как и Llano, Trinity будет производиться по 32-нм SOI техпроцессу.
• APU Fusion на основе Bobcat (Ontario/Zacate), будет заменен на Enhanced-Bobcat в вариантах (Krishna/Wichita), производимых по 28-нм bulk техпроцессу.
• Для десктопов/ноутбуков Zacate будет заменён на Krishna. Как ожидается, будет доступен в двух- и четырёхъядерных вариантах.
• Для изделий с низким энегопотреблением и ультратонких ноутбуков Ontario будет заменён на Wichita. Как ожидается, будет доступен с количеством ядер от одного до четырёх.

Roadmap

APU	release	process	TDP	CPU cores	GPU SPUs
Ontario	Q1 2011	40 nm bulk	9W	1-2 Bobcat	16 (80) VLIW5
Zacate	Q1 2011	40 nm bulk	18W	1-2 Bobcat	16 (80) VLIW5
Llano	Q2-Q3 2011	32 nm SOI	25W~95W	2-4 Stars+	80 (400) VLIW5
Wichita	H2 2011	28 nm bulk	~9W	1-2 Bobcat+	16+(64) VLIW4(?)
Krishna	H1 2012	28 nm bulk	~18W	2-4 Bobcat+	16+(64) VLIW4(?)
Trinity	H2 2012	32 nm SOI	17W-95W	2-4 Piledriver	VLIW4

Model	Radeon	TDP	CPU Cores	CPU Clock (Max/Base)	L2 Cache	Radeon Cores	GPU Clock (Max/Base)	Max DDR3
A10-4600M	HD 7660G	35W	4	3.2GHz/2.3GHz	4MB	384	686MHz/497MHz	DDR3-1600 DDR3L-1600 DDR3U-1333
A8-4500M	HD 7640G	35W	4	2.8GHz/1.9GHz	4MB	256	655MHz/497MHz	DDR3-1600 DDR3L-1600 DDR3U-1333
A6-4400M	HD 7520G	35W	2	3.2GHz/2.7GHz	1MB	192	686MHz/497MHz	DDR3-1600 DDR3L-1600 DDR3U-1333
A10-4655M	HD7620G	25W	4	2.8GHz/2.0GHz	4MB	384	497MHz/360MHz	DDR3-1333 DDR3L-1333 DDR3U-1066
A6-4455M	HD7500G	17W	2	2.6GHz/2.1GHz	2MB	256	424MHz/327MHz	DDR3-1333 DDR3L-1333 DDR3U-1066

Конкуренты

• Intel Larrabee
• Sandy Bridge в процессорная архитектура компании Intel, на основе которой представлены процессоры, имеющие от 1-го до 8-ми ядер. Включает интегрированное графическое ядро с поддержкой API DirectX 10.1.
• Ivy Bridge в кодовое название процессорной микроархитектуры, разрабатываемой Intel, которая планируется как преемница Sandy Bridge.
• VIA CoreFusion в продукт компании VIA, который нацелен на рынок компьютеров с низким энергопотреблением.

См. также

• AMD Brazos

Ссылки

• Официальный сайт AMD
• Процессорное трио AMD
• DailyTech - AMD анонсировала программу "Fusion" CPU/GPU
• AMD Llano Tech Day Презентация «мейнстримовой» мобильной платформы на APU-процессорах второго поколения
• AMD A8-3500M: обзор APU Llano в THG