CPU und GPU vereint: Wie die Fusion zu AMDs Zukunft wurde

Mit Lauchgemüse und Katzen-Kernen zu Playstation und Xbox: Wir blicken auf ein Jahrzehnt an Accelerated Processing Units (APUs) zurück.

Ein Bericht von Marc Sauter veröffentlicht am 13. Januar 2021, 12:02 Uhr

The Future is still Fusion! (Bild: AMD)

Als AMD anno 2006 für 5,4 Milliarden US-Dollar den Grafikchip-Hersteller Ati aufkaufte, war das eine Wette auf die Zukunft: Die Fusion aus CPU und GPU in einem Design war das erklärte Ziel, es sollte aber noch viele Jahre dauern und auch keine Potara-Ohrringe benötigen, bis es erstmals erreicht wurde.

Heute hingegen sind Accelerated Processing Units (APUs) aus AMDs Portfolio nicht mehr wegzudenken - sie stecken in günstigen Notebooks, in Desktop-PCs und in multiplen Spielekonsolen von Microsoft sowie Sony. Tatsächlich begann die initiale APU-Entwicklung indirekt mit einem Xbox-Chip, unter der Federführung von Microsoft.

In der Xbox 360 steckten von Beginn an eine CPU von IBM, der Xenon, und eine dedizierte GPU von Ati, der Xenos. Seit 2005 produzierte Microsoft beide Prozessoren mit 90 nm, es folgten Versionen mit 65-nm-CPU (Falcon) und 65-nm-GPU (Jasper). 2010 erschien die Xbox 360 S (Valhalla), hier wurden beide Funktionsblöcke mit 45 nm in einem einzigen Chip kombiniert - der sogenannten XCGPU.

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2009 kündigte AMD die ersten APUs an. (Bild: AMD)

Allerdings geht der nominell erste Prozessor mit integrierter Grafikeinheit nicht auf das Konto von Microsoft, sondern auf das von Intel - und nein, wir sprechen nicht vom längst eingestampften Timna: Ende 2009 wurde der Pineview-Atom vorgestellt, ein Chip mit zwei Bonnell-CPU-Kernen und integrierter Grafik (GMA 3150), der für die damals sehr populären Netbooks gedacht war.

Seitens AMD gab es zu diesem Zeitpunkt noch keine APUs, wohl aber befanden sich diverse Designs in Entwicklung. So sprach AMD im Sommer 2007 von neuen CPU-Architekturen: Bobcat (Rotluchs) sollte im Low-Power-Segment überzeugen, Bulldozer hingegen im Desktop- und im Server-Bereich. Die Idee eines 45-nm-Designs musste AMD verwerfen, zu unterschiedlich waren die Anforderungen an Transistoren für CPU- und GPU-Kerne, auch blieb die Frage der Priorisierung lange ein internes Streitthema.

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Die Brazos-Plattform war 2010 der Start. (Bild: AMD)

Folgerichtig musste sich AMD auf TSMCs 40 nm und Globalfoundries' 32 nm konzentrieren, weshalb die erste APU überhaupt ein sparsamer Chip für günstige Notebooks wurde: Im Januar 2011 erschien die Brazos-Plattform mit Ontario (9 Watt) und Zacate (18 Watt), welche zwei Bobcat-Cores mit einer Terascale-2-/VLIW5-Grafikeinheit kombinierten. Verglichen zu Intels damaligen Atoms schnitten die Prozessoren sehr gut ab.