1. Architettura AMD Kaveri & Chipset AMD A88X
AMD Kaveri
Kaveri rappresenta la terza generazione di APU AMD, segnando l'introduzione del processo produttivo a 28 nanometri in sostituzione di quello a 32 adottato per Trinity e Richland.
Heterogenous System Architecture
Le APU Kaveri sono le prime a supportare l'architettura HSA, Heterogenous System Architecture, che consente agli sviluppatori di creare software che possano beneficiare, contemporaneamente, sia della componente GPU che di quella CPU in modo più semplice rispetto al passato.
Non è più necessario, ad esempio, preoccuparsi della sincronizzazione tra la memoria della scheda video e quella principale, perché questa è condivisa tra le unità di elaborazione grafiche e quelle tradizionali.
Questa importante modifica al controller della memoria consente una grande versatilità , garantendo sia alla GPU che alla CPU di accedere indistintamente a tutta la memoria di sistema (Kaveri supporta fino a 32GB di memoria DDR3).
Compute Cores
Con Kaveri viene introdotto il concetto di Compute Cores, che identifica sia le unità di elaborazione di tipo GPU che quelle di tipo CPU.
Per AMD una Compute Core è "un'unità di elaborazione programmabile in grado di eseguire almeno un processo all'interno di un suo contesto, in un suo spazio di memoria virtuale dedicato, in modo indipendente dagli altri core".
Questa complessa definizione non è altro che la descrizione di una generica unità di elaborazione moderna in grado di essere programmata secondo le esigenze dello sviluppatore e che può operare in autonomia rispetto alle altre.
All'interno delle APU Kaveri troviamo due differenti tipologie di Compute Core:
- Core GPU basati sull'architettura Graphics Core Next
- Core CPU basati sull'architettura Steamroller
Le APU Kaveri possono essere equipaggiate con un massimo di 12 Compute Cores, così divisi tra CPU e GPU:
- A10-7850K: 12 Compute Cores (4 CPU + 8 GPU) 95Watt
- A10-7700K: 10 Compute Cores (4 CPU + 6 GPU) 95Watt
- A10-7800: 12 Compute Cores (4 CPU + 8 GPU) TDP 65/45Watt
- A8-7600: 10 Compute Cores (4 CPU + 6 GPU) TDP 65/45Watt
- A6-7400K: 6 Compute Cores (2 CPU + 4 GPU) TDP 65/45Watt
- A8-7650K: 10 Compute Cores (4 CPU + 6 GPU) 95Watt
GPU Core: Architettura Graphics Core Next
L'architettura Graphics Core Next è da anni alla base di tutte le GPU Desktop e Mobile di AMD (a partire dalla serie 7000) e, per la prima volta, è stata integrata all'interno di una APU, sostituendo la più datata e meno efficiente VLIW4, utilizzata nelle soluzioni Trinity e Richland.
L'adozione della architettura GCN è un notevole passo avanti rispetto al passato, consentendo, oltre ad un sensibile miglioramento delle prestazioni per Watt, di integrare nuove tecnologie come il TrueAudio, ovvero una serie di DSP (Digital Signal Processor) dedicati all'ottimizzazione dei segnali audio all'interno di software professionali e videogiochi.
Per le APU A10-7850K e A10-7800 gli 8 Compute Core dedicati alla componente GPU si traducono in 512 Stream Processor, numero che si riduce a 384 per le GPU installate nelle APU A10-7700K, A8-7650K, A8-7600 e a 256 per la A6-7400K.
Per tutte la frequenza operativa è pari a 720MHz.
CPU Core: Architettura Steamroller
La componente CPU adotta l'architettura Steamroller che, a prima vista, non risulta dissimile dalle precedenti Bulldozer e Piledriver.
Ogni CPU Compute Core include infatti due unità per il calcolo delle operazioni a numeri interi ed una unità condivisa per i calcoli a virgola mobile.
Questa scelta architetturale ha consentito ad AMD di contenere il numero di transistor per ogni Compute Core ma, di contro, può rappresentare un importante collo di bottiglia nelle applicazioni che fanno uso di calcoli a virgola mobile, dimezzando di fatto il numero di core x86 disponibili all'interno di ogni APU.
Steamroller dal canto suo, porta in dote una maggiore efficienza nella gestione della cache (fino al 30% secondo gli ingegneri AMD) ed un'ottimizzazione delle capacità di scheduling (ordinamento delle operazioni) di ogni modulo.
Ogni modulo include ora 96kB di cache di primo livello (L1) contro i precedenti 64kB.
Le migliorie apportate a Steamroller dovrebbero portare all'incremento delle istruzioni per ciclo (IPC) fino al 20% superiore rispetto a quello delle precedenti generazioni.
All'interno delle APU della serie 7000 troviamo fino a 4 Core (2 moduli Steamroller) in grado di eseguire un massimo di 4 thread in contemporanea.
Attualmente AMD non ha in previsione di introdurre APU consumer equipaggiate con 8 Core, attuale esclusiva delle console Microsoft Xbox One e Sony PlayStation 4.
Il die di una APU Kaveri misura 245 millimetri quadrati per un totale di 2,41 miliardi di transistor.
Chipset AMD A88X
Rispetto al suo predecessore, il chipset A88X presenta pochissime novità , tra le quali una versione migliorata dell'interfaccia XHCI per garantire una maggiore compatibilità e stabilità delle periferiche ed il supporto al PCIe 3.0, ma soltanto in abbinamento ad APU FM2+.
Il chipset supporta memorie DDR3 in configurazione Dual Channel, un totale di quattordici porte USB (di cui 4 USB 3.0) e fino a otto porte SATA 6Gbps.
Il chipset AMD A88X garantisce il supporto a configurazioni multi VGA e alla tecnologia Dual Graphics, che permette di combinare la potenza della GPU integrata con quella di una VGA discreta con potenza similare come la Radeon R7 250 2GB che utilizzeremo per i nostri test.
Con questo chipset viene inoltre rinnovato anche il tipo di socket che è in grado di accogliere sia le vecchie che le nuove APU, a differenza del vecchio modello non compatibile con Kaveri.
In definitiva, quindi, i cambiamenti ci sono, ma sono talmente marginali da non giustificare una migrazione verso le nuove mainboard a meno che, ovviamente, non si intenda acquistare una APU Kaveri.
