Confira detalhes sobre o Carrizo, nova APU da AMD

Noticiamos no sábado que a AMD pretende extrair mais desempenho da sua nova APU, intitulada Carrizo, graças a arquitetura Excavator, e um desses benefícios será o aumento de 5% no IPC (instruções por ciclo) da APU graças ao aumento da duplicação do cache de dados L1 saltando de 64 KB para 128 KB. A AMD revelou mais alguns detalhes interessantes sobre o Carrizo, na conferência Solid-State Circuitis Conference (ISSCC). A nova unidade de processamento acelerado será lançada a partir do terceiro trimestre com o compromisso de oferecer um bom desempenho para os notebooks, tablets, dispositivos conversíveis e all-in-one.

A APU Carrizo mantém o projeto básico de chips dessa categoria, que é CPU, GPU, e controlador de memória no mesmo encapsulamento, mas o formato SoC com a “arquitetura do sistema heterogêneo”, promete maior desempenho e eficiência energética. 

Através desta arquitetura a AMD consegue combinar no mesmo chip os núcleos da CPU e GPU e aceleradores para propostas específicas, tais como processadores de sinais digitais e codificadores de vídeo.  Com essa arquitetura a AMD gera economia de energia, elimina conexões entre chips separarados, reduz os ciclos de computação tratando o CPU e GPU como pares, permitindo mudanças bruscas e contínuas na carga de trabalho gerando o processamento ideal. Através desse processo há uma maior eficiência energética e desempenho para as tarefas mais corriqueiras do computador. 

Basicamente o que temos com esta arquitetura heterogénea da AMD é um melhor aproveitamento da CPU e GPU, que vai além de sua performance individual, o conceito do HSA ( Heterogeneous System Architecture) da AMD é uma maior otimização entre a união das unidades de processamento, O conceito de CPU processando as tarefas de programação em geral e GPU processasando somente os cálculos gráficos, está ficando cada vez mais obsoleto, hoje em dia o necessários é uma maior integração entre as unidades, porque um número crescente de aplicações exigem o alto desempenho e eficiência energética através do uso paralelo dessas unidades, mas infelizmente as CPUs e GPUs sempre foram vistas como elementos de processamento separados, com o HSA o projeto enaltece justamente a computação compartilhada, onde as unidades exploram e trabalham junto sem problema. 

As novidades das APUs Carrizo passam de uma nova geração de GPUs Radeon a um controlador de memória compartilhada intitulada HUMA (Heterogeneous Uniform Memory Access), que pode manipular tanto o CPU como o GPU atuando como um distribuidor. A HUMA foi projetada para unificar o espaço de endereçamento de memória da CPU e GPU, aproveitando todo o potencial das unidades. 

Com o novo controlador de memória, a GPU pode acessar todo o espaço de endereço da CPU sem cópia de dados, então aquele processo de copiar de dados de entrada para a GPU e copiar os resultados de dados de volta para a CPU pode ser eliminado. A AMD explica que sem o HUMA a CPU deve primeiro copiar os dados para a memória da GPU, e então a CPU completa o cálculo, em seguida a CPU deve copiar o resultado de volta para a memória da CPU, a fim de que tal informação seja lida. Com o HUMA a CPU pode simplesmente passar a a tarefa para a GPU, que irá completar o cálculo e produzir um resultado que a CPU poderá ler diretamente sem a necessidade de uma cópia. 

Embora o processo de fabricação do Carrizo permaneça em 28 nanómetros, a AMD conseguiu colocar 3.100 bilhões de transistores no chip (29% a mais do que a atual APU Kavei) em uma matriz de tamanho similar. O maior ganho vem da redução dos núcleos x86 Excavator que só ocupam 16% do chip

Uma das heranças da APU Kaveri que a Carrizo continuará utilizando é o Voltage Adaptive Operation, que adpta a tensão em nanossegundos, e justamente por ser feito em nanossegundos o resultado em perda de desempenho é nulo, enquanto a energia da CPU é reduzida em até 10% sobre a GPU e em até 19%na CPU. O Carrizo precisa apenas de 1,5 watts em modo de suspensão, enquanto os modelos mais otimizados para os ultraportatéis terão um TDP de 10 watts, o que é bastante impressionante dado que a AMD ainda está utilizando o processo de fabricação em 28 nanómetros.

Outra tecnologia relacionada a energia, e que faz sua estreia na APU Carrizo é a Adaptive Voltage and Frequency Scalling (AVF), que seria algo como tensão adaptativa a escala de frequência. Este recurso envolve a implementação de um único sensor de capacidade de velocidade de silício patenteado, além de sensores de tensão, de temperatura e de energia tradicionais.  Os sensores de velocidade e de tensão permitem que cada parte individual da APU possa se adaptar as suas características particulares do silício, e ao adaptar essas características em tempo real, o AVF pode conseguir neutralizar em até 30% o consumo de energia. 

Principais pontos sobre o Carrizo abordados na ISSCC 2015:

• 29% mais transistores em relação ao Kaveri

• Arquitetura Excavator nos núcleos x86 fornecem mais instruções por clock e 40% menos energia

• Nova GPU Radeon com fonte de alimentação dedicada

• Chip H.265 dedicado

• Aumento duplo de desempenho e vida útil da bateria

• Pela primeira vez o Southbridge está integrado a uma APU de alto desempenho da AMD

Como o foco aqui é o consumo a AMD promete uma redução em até 40% sobre os Steamroller com a mesma frequência mas com 23% menos espaço. Os transistores adicionais são usados para o hardware dos gráficos, o Southbridge integrado (que controla os periféricos do PC), a aceleração para a reprodução de vídeos no formato H.256 4K, controlador de memória HSA entre outras características. 

Com a arquitetura CoreNext 1.3 que irá equipar a GP integrada do Carrizo, o suporte ao Windows 10 será nativo, assim como as bibliotecas DirectX 12 e OpenCL 2.0, a API Mantle e a tecnologia de sincronização para monitores FreeSync, que é uma solução semelhante ao G-SYNC da NVIDIA, mas com algumas vantagens que vão desde a não exigir hardware dedicado e é gratuito e aberto para os desenvolvedores explorarem já que parti das especificações do DisplayPort 1.2a, bem mais vantajoso que o da NVIDIA que exige de US$ 100 a US$ para os desenvolvedores poderem implementar.

De acordo com a AMD o CoreNext 1.3, com o suporte ao H.265 trará uma aceleração de hardware para a transcodificarão de vídeo de 3,5 vezes o realizado pela APU Kaveri. 

O Carrizo também sinaliza uma evolução significativa em nível de distribuição de chips, que tornam mais fácil para os desenvolvedores implementar suas plataformas. A estratégia envolve um tipo de “plug and play”, oferecendo uma única placa-mãe que suportará todas as APUs Carrizo. 

Com essa estratégia a empresa espera reformular a maneira como os chips são fornecidos na esperança que mais fabricantes apoiem seus processadores. A AMD irá fornecer uma placa-mãe base que irá apoiar uma ampla gama de processadores Carrizo e Carrizo-L, que sãos as linhas voltadas para os dispositivos de entrada e mainstream, enquanto o Carrizo será para médio porte e alto desempenho. Com essa nova abordagem os fabricantes de PCs terão a flexibilidade de usarem uma variedade de chips Carrizo em qualquer notebook.  A vantagem para os clientes é que serão capazes de obter o processador de sua escolha, mas com aquele mesmo modelo de notebook.

Os primeiros produtos com as novas APUs devem ser apresentados em junho, durante a Computex. Parece que a AMD está voltando com tudo, essas novas unidades de processamento acelerado prometem revolucionar o consumo para os dispositivos portáteis, e não podemos nos esquecer também da plataforma Zen, que será um grande salto no processo de fabricação, indo para 14 nanômetros, com a inclusão de novas tecnologias como DDR4, USB 3.1, SATA Express, M.2, NGFF, WiGig, etc. Mostrando que a AMD está mais viva do que nunca.