APU史上最重大革新! Kaveri架构全面解析
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【天极网DIY硬件频道】从Llano到之后的Trinty、Richland,在APU的发展历史中可谓经历了数次大规模的改变,其优秀的性能也使得这个新一代处理器的形态得到了用户的认可。毫不客气的说,APU的发展历程也是融合处理器理念一步一步走向成熟的见证。
在今年发布的全新Kaveri架构中,AMD为其专门设计了CPU与GPU模块,全新的“压路机”核心与Radeon R7独显核心组成了它的全部。并且需要注意的是,在Trinty与Richland两款APU都有相应的不带独显核心的FX系列处理器,但是Kaveri却是AMD完全对APU量身定制的专门架构产品。
Kaveri拥有非常多的重点新技术
Kaveri架构的问世伴以一个重要技术的发布为前提,那就是HSA异构计算技术,高性能独显核心不仅能够带来超强的游戏性能,还可以让通用计算更加给力。包括Mantle、TrueAudio技术以及GCN显示核心,让我们对新一代APU拥有足够的期待。
Kaveri核心设计解析:更强的计算体验
作为第一款使用28nm制程的APU,无论从晶体管数量还是核心面积而言Kaveri都刷新了AMD的多项纪录。而且在GPU占据更大比例的同时,通过HSA异构计算技术以及新的CPU核心架构,让Kaveri在计算体验方面拥有非常大的性能提升。
Kaveri拥有24.1亿个晶体管规模
Kaveri架构APU核心拥有234mm2的核心面积,晶体管数量达到了24.1亿,这得益于28nm新制程的功劳。同时我们可以发现,Kaveri的核心中占据较大部分的依旧是GPU模块,而且CPU依旧是使用了两个处理器核心为一个单元的设计。
借助于HSA技术,Kaveri可拥有最高12个计算核心
由于融合处理器在核心内部拥有GPU模块,因此如何发挥出更加优秀的计算性能也成为了近两年CPU业界的主流思路。Kaveri架构APU使用了称号为“Steamroller”(压路机)核心,并且最高依旧是四个处理器核心。同时它还设计有8个GCN架构的GPU核心,借助于HSA异构计算技术的设计,可以说Kaveri拥有最高12个计算核心(4个CPU+8个GPU)。
HSA技术可以让CPU与GPU直接访问内存
在Kaveri处理器核心中,无论CPU还是GPU核心都可以直接对内存进行访问,即使是在CPU进行高负荷计算的同时,GPU也可以进行数据计算。Kaveri是第一款支持HSA技术的硬件产品,因此它被设计为GPU与CPU都可以进行单独计算,这样做的优势在于能够最大效率地提升通用计算性能。
Steamroller核心拥有非常大的改进
Kaveri架构进行了非常大的改变,因此在其使用的“Steamroller”CPU核心中,我们可以看到非常明显的性能改进。而且在性能方面,高速缓存未命中率减少了30%,分支预测失误率减少了20%,提高了5%-10%的调度效率,并且每个线程的最大宽度增加了25%。由于Steamroller核心专门为Kaveri架构进行优化设计,因此它在各种性能方面要表现得更好,这样做的最大好处就是能够大幅度提升APU的计算能力。
Kaveri独显核心解析:GCN大放异彩
随着APU架构更迭,每一代的APU都保持了独显核心GPU的更新,而且Kaveri也完全不例外。在这一代Kaveri架构APU中,AMD将“Hawaii”架构的GPU模块引入到了核心内部,也是第一次将GCN架构核心融入到APU产品中。
在Kavri架构中GPU面积首次达到了47%的规模
值得一提的是,在Kaveri架构中GPU核心模块已经占有了47%的核心面积,因此这也是GPU面积最大的一款产品。AMD将Hawaii架构独显核心融入到APU产品中,不仅命名都采用了Radeon R7的称号,还支持新显卡的全部功能技术,比如TrueAudio与Eyefinity等。
Radeon R7系列独显核心拥有更高的计算效率
Kaveri架构APU所内置的Radeon R7系列独显核心,在计算流程等方面与桌面级独立显卡R9 290X保持相同,每个GPU单元都可以与L2缓存进行直接访问。这种设计的优势在于,能够将GPU的计算效率进行最大幅度的提升,并且我们在桌面级的Radeon R9 290X显卡中同样可以看到这种振奋人心的性能增强。
Kaveri异构计算解析:首次应用HSA技术
由于融合处理器将CPU与GPU进行深度融合,因此设计师们在如何增强通用计算性能方面都不约而同的将视线转移到了GPU。作为首次应用HSA技术的产品,Kaveri从硬件到软件都为该技术进行全面开放,因此我们对它的通用计算性能可以抱有很大的期望。
Kaveri成为首次使用HSA技术的产品
作为与前两代产品的最大不同,Kaveri架构允许所有核心都与内存进行连接,这样设计的优势则就是为了将GPU能够更好地加入到通用计算中去。并且值得一提的是,Kaveri架构GPU核心可以通过IOMMU与内存进行直接连接,而无需绕过速度相对较慢的显卡内存桥。
使用HSA技术可以大幅度提高APU的通用计算能力
由于解锁了所有单元的计算限制,因此Kaveri的GFLOPS将会有非常大幅度的提升,而这里边提升最大的就是GPU独显核心模块。并且通过CPU与GPU都可以对内存进行访问的设计,在提高了性能的同时能够有效降低系统负载。
每个计算核心可单独负责一个程序树
在HSA技术与OpenCL 2.0的双重作用下,Kaveri可以让每个计算核心单独负责一个程序树,并且都可以与内存进行读取/写入。因此在整体效率方面,HSA技术将会带来一个通用计算的全新高潮。
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