CPU與GPU終于得到融合

從2011年開始，英特爾Sandy Bridge處理器和AMD Llano APU的上市，一個(gè)CPU與GPU真融合的時(shí)代已然到來。雖然從發(fā)布時(shí)間來看，英特爾憑借其強(qiáng)大的半導(dǎo)體制造工藝率先發(fā)布了第二代智能酷睿處理器，但在異構(gòu)計(jì)算方面，AMD卻整整領(lǐng)先了英特爾一代(Ivy Bridge已經(jīng)實(shí)現(xiàn)CPU+GPU異構(gòu)計(jì)算加速)。

全新Trinity APU可以做到17W超低功耗

在面向筆記本的移動(dòng)市場上，全新Trinity APU的晶體管數(shù)量從Llano APU的11.78億個(gè)增加到了13.03億個(gè)，由于制造工藝還是32nm不變，所以核心面積也從228平方毫米上升到了246平方毫米，但功耗方面卻有所下降，移動(dòng)版Llano APU的功耗為35-45W，而Trinity APU的功耗則控制在了17-35W，不過桌面平臺(tái)還是65/100W不變。

APU邏輯構(gòu)成與總線連接

通過全新Trinity APU我們可以看到，GPU核心還是占據(jù)了芯片的大部分空間，與上代相同在芯片的內(nèi)部整合了北橋，而且將兩個(gè)CPU核心整合成一個(gè)"X86架構(gòu)雙核模塊"，因此一個(gè)四核的處理器只有兩個(gè)"雙核模塊"。另外一個(gè)比較大的改進(jìn)就是Trinity APU開始原生支持DP和HDMI輸出。

統(tǒng)一北橋帶來更方便頻率控制

除了在性能和加速方面的考慮之外，AMD還深度依靠半導(dǎo)體工藝，通過提升頻率的方式來促使性能線性增長。所以APU的頻率擁有CPU和GPU兩個(gè)部分，我們經(jīng)常稱APU超頻為"雙超頻"，其含義就是可以同時(shí)調(diào)節(jié)CPU與GPU頻率。

APU擁有統(tǒng)一北橋設(shè)計(jì)

Trinity APU 內(nèi)部有一個(gè)全新的 UNB "統(tǒng)一北橋"，這是 AMD 專門為 Trinity APU 所設(shè)計(jì)的通過內(nèi)部 PCI-E 通道取代傳統(tǒng)的HT總線傳輸，它內(nèi)部集成了 SRI 系統(tǒng)請(qǐng)求接口、Crossbar 交叉開關(guān)矩陣、連接控制器和內(nèi)存控制器。它可以支持顯存控制、內(nèi)存控制、APU電源管理以及雙核心預(yù)算模塊與顯存、內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)交換和訪問。

APU內(nèi)部擁有足夠的內(nèi)存帶寬設(shè)計(jì)

得益于AMD在內(nèi)存控制器設(shè)計(jì)方面豐厚的經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)勢(shì)，這一次AMD在APU中大膽的采用了通過CrossBar直接將CPU和GPU連接在同一個(gè)內(nèi)存控制器上，同時(shí)整個(gè)APU內(nèi)部的各個(gè)組件由HyperTransport總線連接成一個(gè)整體的方案。其中CPU與GPU分別擁有獨(dú)立的Cache和 buffers緩存，并且可以共享內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

APU內(nèi)部的GPU只需要直接使用CPU的內(nèi)存控制器就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)存的訪問。擺脫了繁瑣的繞路和帶寬瓶頸后，GPU等模塊與內(nèi)存控制器之間的通道以及內(nèi)存控制器和內(nèi)存之間的帶寬都達(dá)到了27GB/s左右。再加上GPU通過內(nèi)存控制器可以直接訪問內(nèi)存，帶寬的提高讓GPU的執(zhí)行效率也得到了大幅度的提升。

AMD處理器在K8到K10.5這段時(shí)期，時(shí)鐘發(fā)生器都是在 CPU的外部，一般是位于主板的南橋中。時(shí)鐘發(fā)生器的默認(rèn)頻率為100MHz，CPU的外頻是通過對(duì)這個(gè)頻率放大后得到的。超頻時(shí)的改動(dòng)外頻操作，實(shí)際上是改變這個(gè)放大系數(shù)，時(shí)鐘發(fā)生器頻率本身是恒定的，因此超外頻時(shí)PCIE等設(shè)備的頻率不會(huì)發(fā)生改變。Llano APU采用了類似SNB的設(shè)計(jì)，取消了傳統(tǒng)的HTT ref Clock作為外頻，而是把北橋和時(shí)鐘發(fā)生器都集成到了CPU內(nèi)部，因此Llano APU的外頻是以內(nèi)置的時(shí)鐘發(fā)生器頻率為標(biāo)準(zhǔn)。

不鎖倍頻的黑盒版APU更適合超頻

具備CPU+GPU雙超頻能力的APU不但可以通過主板BIOS調(diào)節(jié)頻率，還可以通過AMD推出的OverDrive軟件在操作系統(tǒng)內(nèi)部調(diào)節(jié)進(jìn)行超頻，OverDrive是一款集系統(tǒng)檢測(cè)和超頻于一體的系統(tǒng)調(diào)節(jié)優(yōu)化軟件，不但能夠隨時(shí)監(jiān)控各個(gè)組件的狀態(tài)，還能優(yōu)化性能、保證穩(wěn)定性。APU在頻率方面的優(yōu)勢(shì)也造就了K系列的APU處理器，AMD在K家族是毫無疑問的鼻祖，早在速龍二代的時(shí)候黑盒處理器就成為了主流DIY的寵兒，在APU平臺(tái)儼然已成 AMD主流平臺(tái)之際，黑盒APU出現(xiàn)能夠有效吸引中高端超頻和游戲用戶，讓AMD DIY市場更加火熱。

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