Entendendo o AMD Llano: a era das APUs

A maior parte dos ganhos de desempenho que tivemos ao longo da evolução dos processadores surgiu como resultado da incorporação de mais componentes e não apenas do aumento da frequência de clock ou da sofisticação das unidades de processamento.

O 486 foi o primeiro a incorporar cache L1 e o coprocessador aritmético, o Pentium foi o primeiro a usar uma arquitetura superescalar (mais de uma unidade de processamento), o Pentium Pro incorporou cache L2, o Athlon 64 trouxe um controlador de memória integrado, o Athlon X2 trouxe dois núcleos em um único die, o Phenom X4 dobrou a oferta com 4 núcleos e um cache L3 compartilhado e o Lynnfield incorporou as linhas PCI-Express e o que restava da ponte norte do chipset.

Toda essa integração tem dois motivos centrais. O primeiro (e mais óbvio) é o aumento do desempenho, já que dentro do processador estes componentes podem operar a clocks mais altos e se comunicarem com outros componentes através de trilhas muito mais curtas, reduzindo os tempos de espera.

A segunda questão tem a ver com as margens de lucro. Se um PC usa um processador AMD e um chipset nVidia, significa que cada uma ficou com uma parte do bolo. Se a AMD consegue incorporar todos os componentes dentro do processador, pode cobrar um pouco mais por ele e ainda por cima se livra da concorrente. Mesmo em casos em que a AMD ou a Intel venderia também o chipset, incorporar os componentes no processador é vantajoso, já que sai mais barato do que fabricar dois chips separados.

O termo “APU” significa “Accelerated Processing Unit” e é usado em relação aos novos processadores com chipsets 3D integrados. Quando falamos em chipsets 3D vem à mente uma solução de alto desempenho, mas a primeira geração de processadores com GPUs integradas oferecem GPUs mais modestas, criando uma opção intermediária entre os chipsets de vídeo integrado e as placas 3D mid-range.

Assim como nos chipsets de vídeo integrado, as GPUs integradas ao processador utilizam memória compartilhada, dividindo o acesso à memória RAM com o processador. Entretanto, eles possuem uma vantagem importante, que é o acesso direto ao controlador de memória integrado, com tempos de acesso bastante baixos. Com o uso de memórias DDR3 e dual-channel, os PCs atuais dispõem de um barramento bastante largo com a memória, que permite o uso de GPUs relativamente poderosas.

Outro ponto importante é que com a GPU integrada ao processador, os upgrades de CPU ganham um atrativo adicional, já que além de mais poder de processamento, existe a possibilidade de aumentar também o desempenho 3D. Esta é uma estratégia que pode dar bastante certo no caso da AMD, que tem uma tradição de preservar a compatibilidade com as gerações anteriores de placas-mãe ao lançar novos processadores.

Ironicamente, embora tenha sido a AMD quem começou a primeiro falar em APUs, foi a Intel quem lançou primeiro seus processadores com GPUs Integradas para desktop, começando com o Clarkdale (que incorporou a GPU dentro do encapsulamento, embora não ainda dentro do mesmo chip) e em seguida com o Sandy Bridge.

O lançamento do Llano marca o início do contra-ataque da AMD, depois do ensaio feito nos netbooks com o lançamento da plataforma Brazos.

Embora tenha andado quase sempre um passo atrás da Intel em termos de técnicas de fabricação, a AMD possui uma vantagem estratégica em relação à Intel, que é a posse da ATI. Quando a AMD anunciou a compra da empresa em 2006, muitos (eu inclusive) torceram o nariz dado o valor astronômico do negócio e a aparente falta de rumo nos primeiros anos, quando a AMD enfrentou dificuldades para manter o desenvolvimento das GPUs e a nVidia ganhou espaço. Entretanto, passada a tempestade
inicial, a compra começou a dar frutos, com a divisão de GPUs florescendo e as APUs ganhando espaço.

É seguro dizer que sem a compra da ATI, a AMD estaria condenada a longo prazo, já que não teria como diferenciar seus produtos, ficando limitada a concorrer com base no preço, assim como no caso da moribunda VIA. Com a ATI, a AMD ganhou uma chance de lutar e com o Llano ela ataca bem onde dói.

Com os PCs caindo de preço, ficou cada vez mais difícil justificar a compra de uma GPU topo de linha, já que mesmo uma placa de penúltima geração pode facilmente custar mais do que mil reais, possivelmente mais caro que o resto do PC. Indo para o high-end, temos placas de 500 dólares ou mais (que muitas vezes nem chegam ao Brasil, onde custariam acima dos R$ 1500) usadas em CrossFire ou SLI, dobrando o custo. Ou seja, para ter uma máquina de jogos topo de linha, você
precisaria gastar pelo menos três mil reais, apenas nas GPUs.

Devido à influência dos ports para consoles, a maioria dos lançamentos atuais possuem recursos relativamente modestos. Se você não fizer questão de usar as texturas e efeitos no máximo, vai provavelmente passar muito bem usando uma GPU low-end, ou mesmo uma placa comprada a dois ou três anos atrás. Temos então uma situação onde as GPUs high-end passaram a estar muito acima dos requisitos dos jogos, fazendo com que os compradores de um par de placas high-end em CrossFire
passem a maior parte do tempo fazendo ginásticas para tentar justificar seu investimento, usando múltiplos monitores ou baixando pacotes com texturas de resolução ultra-high para que as GPUs tenham o que fazer.

Uma boa amostra disso pôde ser sentida com o lançamento do Sandy Bridge. Embora a GPU dos Core i5 e i7 baseados na plataforma seja muito mais rápidas que as usadas nos processadores Intel anteriores, elas são ainda inferiores até mesmo que as placas low-end da AMD e nVidia. Apesar disso, o ganho de desempenho foi suficiente para rodar grande parte dos jogos atuais (e praticamente todos os títulos antigos) com um FPS aceitável usando níveis modestos de detalhes, o que já foi
suficiente para que muitos deixassem de gastar com uma GPU dedicada e passassem a usar a do processador. Para alguém que entra nesse barco, a potência da GPU integrada passa a ser um fator importantíssimo, já que é ela quem vai determinar o desempenho do PC em jogos, bem mais do que o desempenho do processador.