Next-Gen-Konsolen setzen auf APUs

Microsoft und Sony hatten sich für ihre Next-Gen-Konsolen mit AMD zusammengesetzt, beide entschieden sich für acht verbesserte Bobcat-Kerne namens Jaguar (eine Großkatze) und eine GCN-v2-basierte Grafikeinheit. Während die Xbox One auf langsamen DDR3-Speicher plus 32 MByte an sehr schnellem eDRAM setzte, gab es bei der Playstation 4 einen flotten GDDR5-Pool mit kombiniertem Speicherzugriff für CPU und iGPU.

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Mit Kabini legte AMD selbst zwar auch Jaguar-basierte APUs mit GCN-Grafik auf, die Mobile-Ableger hatten jedoch aus Performance-Sicht nichts mit den Konsolen-Chips gemein. Kabini integrierte erstmals eine Southbridge, also den FCH (Fusion Controller Hub) mit bisher externen I/O-Funktionen wie Sata oder USB. Folgerichtig handelte es sich um ein System-on-a-Chip, das autark agieren konnte.

Auch nach den beiden Konsolen im Herbst 2013 und Kaveri im Sommer 2014 musste AMD noch immer die Bulldozer-Architektur durchschleppen: So erschien 2015 mit Carrizo eine APU, welche zwei Excavator-Module mit einer GCN-v3-Grafikeinheit samt verbesserter Video-Einheit (H.265-Decoding!) verknüpfte und initial nur für Notebooks eingesetzt wurde.

  • Schon 2006 gab es einen ersten Ausblick auf die APUs. (Bild: AMD)
  • 2009 kündigte AMD die ersten APUs an. (Bild: AMD)
  • Die Chips sollten CPU-Kerne und integrierte Grafik verbinden. (Bild: AMD)
  • Schon früh war klar, dass die iGPU leistungsstark ausfallen muss. (Bild: AMD)
  • Die Brazos-Plattform war 2010 der Start. (Bild: AMD)
  • Hierfür wurde mit Bobcat der erste Katzen-Kern entwickelt. (Bild: AMD)
  • Die beiden Chips hießen Ontario und Zacate. (Bild: AMD)
  • 2011 folgte mit Llano die erste Desktop-APU. (Bild: AMD)
  • Darin stecken überarbeitete K10-Kerne ... (Bild: AMD)
  • ... und eine VLIW5-Grafikeinheit. (Bild: AMD)
  • Mit Trinity erschien 2012 eine APU ... (Bild: AMD)
  • ... samt Bulldozer-/Piledriver-CPU-Modulen ... (Bild: AMD)
  • ... und einer iGPU auf VLIW4-Basis. (Bild: AMD)
  • Kaveri stellte 2014 einen wichtigen Schritt dar. (Bild: AMD)
  • Neben Bulldozer-/Steamroller-Modulen ... (Bild: AMD)
  • ... integrierte AMD eine GCN-basierte iGPU ... (Bild: AMD)
  • ... und schuf einen gemeinsamen Speicherbereich. (Bild: AMD)
  • Kabini war 2013 das erste SoC mit integrierter Southbridge. (Bild: AMD)
  • Die Katzen-Kerne (Bobcat) wurden als Jaguar in verbesserter Form aufgelegt. (Bild: AMD)
  • Der Graphics Core Next feierte bei Kabini seinen Einstand. (Bild: AMD)
  • Das SoC der Xbox One wurde gemeinsam mit AMD entwickelt. (Bild: Microsoft)
  • Es kombinierte acht Jaguar-Cores mit einer GCN-v2-Grafik und Embedded-DRAM. (Bild: Microsoft)
  • Auch die Playstation 4 ... (Bild: Sony)
  • ... setzte auf Jaguare als CPU-Kerne ... (Bild: Sony)
  • ... und GCN als Grafik, jedoch mit GDDR5-Speicher. (Bild: Sony)
  • Auch 2015 war Bulldozer beim Carrizo-SoC noch aktuell. (Bild: AMD)
  • Excavator stellte die letzte Ausbaustufe dar. (Bild: AMD)
  • Die Grafikeinheit wurde auf GCN v3 aktualisiert ... (Bild: AMD)
  • ... und bekam HEVC-Decoding spendiert. (Bild: AMD)
  • Das SoC der PS4 Pro enthielt bereits Vega-Funktionen wie schnelles FP16. (Bild: Sony)
  • Die Xbox One X wurde intern als Scorpio entwickelt. (Bild: Microsoft)
  • Statt eDRAM gibt es ein 384-Bit-Interface für GDDR5-Speicher. (Bild: Microsoft)
  • CPU-seitig bleibt es bei Jaguar. (Bild: Microsoft)
  • Raven Ridge erscheint 2017. (Bild: AMD)
  • Es ist die erste APU mit Zen-Kernen ... (Bild: AMD)
  • ... und 7-nm-Fertigung. (Bild: AMD)
  • Die Xbox Series X kombiniert acht Zen-Cores mit einer RDNA2-Grafikeinheit. (Bild: Microsoft)
  • Der GDDR6-Speicher ist in zwei Geschwindigkeitsstufen unterteilt. (Bild: Microsoft)
  • Die Playstation 5 setzt auf einheitlichen RAM. (Bild: iFixit)
  • Auf Renoir folgte 2021 noch Cezanne - hier nicht abgebildet. (Bild: AMD)
Das SoC der Xbox One wurde gemeinsam mit AMD entwickelt. (Bild: Microsoft)

Ein Jahr später erschien mit Bristol Ridge eine optimierte Desktop-Umsetzung von Carrizo mit DDR4-Unterstützung, diese APUs ebneten primär den Weg für den neuen Sockel AM4. Weil AMD die Chips an OEMs und Systemintegratoren verkaufte, erreichten sie keine sonderlich große Verbreitung und die Energieeffizienz war mies.

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Dafür erlebte die Jaguar-Technik anno 2016 ein Revival: Microsoft brachte die Xbox One X in den Handel und Sony veröffentlichte die Playstation 4 Pro. Statt des alten 28-nm- wurde das moderne 16-nm-Verfahren für mehr CPU-Takt eingesetzt, zudem sind die Grafikeinheiten mit Polaris-/Vega-Technik deutlich flotter. Die enge Zusammenarbeit mit AMD machte sich bezahlt, da beide Konsolen spezielle Funktionen wie Checkerboard-Rendering oder FP16-Befehle mit doppeltem Durchsatz beherrschen, die bei PC-Grafikkarten gar nicht oder erst Monate später eingeführt wurden.

  • Schon 2006 gab es einen ersten Ausblick auf die APUs. (Bild: AMD)
  • 2009 kündigte AMD die ersten APUs an. (Bild: AMD)
  • Die Chips sollten CPU-Kerne und integrierte Grafik verbinden. (Bild: AMD)
  • Schon früh war klar, dass die iGPU leistungsstark ausfallen muss. (Bild: AMD)
  • Die Brazos-Plattform war 2010 der Start. (Bild: AMD)
  • Hierfür wurde mit Bobcat der erste Katzen-Kern entwickelt. (Bild: AMD)
  • Die beiden Chips hießen Ontario und Zacate. (Bild: AMD)
  • 2011 folgte mit Llano die erste Desktop-APU. (Bild: AMD)
  • Darin stecken überarbeitete K10-Kerne ... (Bild: AMD)
  • ... und eine VLIW5-Grafikeinheit. (Bild: AMD)
  • Mit Trinity erschien 2012 eine APU ... (Bild: AMD)
  • ... samt Bulldozer-/Piledriver-CPU-Modulen ... (Bild: AMD)
  • ... und einer iGPU auf VLIW4-Basis. (Bild: AMD)
  • Kaveri stellte 2014 einen wichtigen Schritt dar. (Bild: AMD)
  • Neben Bulldozer-/Steamroller-Modulen ... (Bild: AMD)
  • ... integrierte AMD eine GCN-basierte iGPU ... (Bild: AMD)
  • ... und schuf einen gemeinsamen Speicherbereich. (Bild: AMD)
  • Kabini war 2013 das erste SoC mit integrierter Southbridge. (Bild: AMD)
  • Die Katzen-Kerne (Bobcat) wurden als Jaguar in verbesserter Form aufgelegt. (Bild: AMD)
  • Der Graphics Core Next feierte bei Kabini seinen Einstand. (Bild: AMD)
  • Das SoC der Xbox One wurde gemeinsam mit AMD entwickelt. (Bild: Microsoft)
  • Es kombinierte acht Jaguar-Cores mit einer GCN-v2-Grafik und Embedded-DRAM. (Bild: Microsoft)
  • Auch die Playstation 4 ... (Bild: Sony)
  • ... setzte auf Jaguare als CPU-Kerne ... (Bild: Sony)
  • ... und GCN als Grafik, jedoch mit GDDR5-Speicher. (Bild: Sony)
  • Auch 2015 war Bulldozer beim Carrizo-SoC noch aktuell. (Bild: AMD)
  • Excavator stellte die letzte Ausbaustufe dar. (Bild: AMD)
  • Die Grafikeinheit wurde auf GCN v3 aktualisiert ... (Bild: AMD)
  • ... und bekam HEVC-Decoding spendiert. (Bild: AMD)
  • Das SoC der PS4 Pro enthielt bereits Vega-Funktionen wie schnelles FP16. (Bild: Sony)
  • Die Xbox One X wurde intern als Scorpio entwickelt. (Bild: Microsoft)
  • Statt eDRAM gibt es ein 384-Bit-Interface für GDDR5-Speicher. (Bild: Microsoft)
  • CPU-seitig bleibt es bei Jaguar. (Bild: Microsoft)
  • Raven Ridge erscheint 2017. (Bild: AMD)
  • Es ist die erste APU mit Zen-Kernen ... (Bild: AMD)
  • ... und 7-nm-Fertigung. (Bild: AMD)
  • Die Xbox Series X kombiniert acht Zen-Cores mit einer RDNA2-Grafikeinheit. (Bild: Microsoft)
  • Der GDDR6-Speicher ist in zwei Geschwindigkeitsstufen unterteilt. (Bild: Microsoft)
  • Die Playstation 5 setzt auf einheitlichen RAM. (Bild: iFixit)
  • Auf Renoir folgte 2021 noch Cezanne - hier nicht abgebildet. (Bild: AMD)
Das SoC der PS4 Pro enthielt bereits Vega-Funktionen wie schnelles FP16. (Bild: Sony)

Mit der Veröffentlichung der Zen-Architektur ließ AMD die Bulldozer-Ära schließlich hinter sich: Die im Frühling 2017 erschienenen Ryzen-CPUs waren leistungsstark und effizient, ihnen fehlt allerdings (bis heute) eine integrierte Grafikeinheit. Die gab es Anfang 2018 mit den Raven Ridge, der ersten 14-nm-APU. Mit vier Zen-Kernen und einer Vega-GCN-v5-basierten iGPU samt VP9-Encoding zog AMD alle Register, weshalb der Chip absolut konkurrenzfähig war. Einzig kleinere (Software-)Probleme wie das fehlende Play Ready 3.0 für 4K-HDR-Netflix trübten den ansonsten exzellenten Eindruck der APUs.

AMD-Prozessoren

Picasso stellte 2019 einen Refresh von Raven Ridge dar, bei dem AMD von 14LPP auf 12LP als Fertigung umschwenkte und den Chip sogar mit dem Heatspreader verlötete, statt Wärmeleitpaste zu nutzen. Überdies war endlich der Treiber für Play Ready 3.0 angepasst, weshalb dieser Kritikpunkt wegfiel. 2020 folgte mit Renoir die bisher beste APU: Acht Zen-2-Kerne mit einer nochmals verbesserten Vega-Grafikeinheit kombiniert mit TSMCs 7-nm-Fertigung sorgen für gleich zwei Alleinstellungsmerkmale verglichen zu Intels Prozessoren.

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 Gemeinsamer Speicher-Pool für CPU und iGPUMit Chiplets in die APU-Zukunft 
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Crass Spektakel 12. Feb 2021

Das ist so nicht ganz korrekt. Die strikte Trennung zwischen CPU-Memory-Map und GPU...

Crass Spektakel 12. Feb 2021

Ich fand damals Bobcat genial. Erst wenige Jahre zuvor hatte ich mir ein Netbook mit Atom...

ms (Golem.de) 15. Jan 2021

Das lohnt sich im Desktop-Markt offenbar nicht, sonst hätte AMD es längst getan, die...

yumiko 14. Jan 2021

Also ohne GPU wird es knapp mit dem Bild. Die APU gibt faktisch viel GPU-Leistung für...



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