Notebook-SoC: AMDs Carrizo soll endlich Intels Ultrabook-Chips schlagen

Computex 2015

Überarbeitete CPU-Kerne, eine DX12-Grafik- und eine H.265-Videoeinheit sowie clevere Stromsparmodi: Auf dem Papier macht AMDs Carrizo einen exzellenten Eindruck. Im 15-Watt-Bereich könnte der Chip durchaus eine Alternative zu Intels Ultrabook-Modellen werden, wenn die OEM-Hersteller ordentliche Geräte bauen.

Artikel veröffentlicht am 3. Juni 2015, 3:01 Uhr, Marc Sauter

Carrizo für Notebooks (Bild: AMD)

Er ist der Letzte und laut AMD Beste seiner Art: Der Carrizo-Chip für Notebooks soll die Akkulaufzeit verglichen mit der Kaveri-Vorgänger-Generation verdoppeln und Intels Broadwell-Modelle für Ultrabooks bei der Grafik- sowie Videogeschwindigkeit übertreffen. Dafür hat AMD den Chip auf eine niedrige Leistungsaufnahme optimiert, viele Architektur-Verbesserungen vorgenommen und eine neue Plattform entwickelt, die es OEM-Herstellern besonders einfach macht, den Chip in Notebooks zu verbauen. Auf den kommenden Seiten konzentrieren wir uns auf neue Informationen, am Gesamtkonzept interessierten Lesern empfehlen wir unsere Vorschau zu Carrizo.

Carrizo nutzt wie seine Vorgänger Trinity, Richland und Kaveri die Bulldozer-Architektur, jedoch die aktuelle und letzte Ausbaustufe namens Excavator. Wie gehabt sind zwei Module mit insgesamt vier Integer-Kernen verbaut, den L2-Cache hat AMD jedoch auf 1 statt 2 MByte halbiert. Das spart Platz auf dem Die, lässt aber auch die beiden Module näher zusammenrücken. Damit sich kein Hotspot bildet, sind die beiden L2-Caches zueinander gedreht und fungieren als Trenner. Die Excavator-Module sind durch den Einsatz einer High Density Library viel kleiner und zudem sparsamer; dafür liegt die maximal mögliche Frequenz niedriger als bei Kaveri - dazu später mehr.

AMD hat laut eigener Aussage seit 2011 für rund drei Jahre an Excavator gearbeitet und die Bulldozer-Mikroarchitektur vielerorts verbessert: Der halbierte L2-Cache wird durch einen verdoppelten L1-Daten-Puffer und einen überarbeiteten Prefetch abgefangen; beides bisher Schwachpunkte der Architektur. Der L1D fasst nun 32 statt 16 KByte bei unveränderter Latenz; den L1-Intruktionen-Cache hatte AMD bereits mit der Kaveri-Generation von 64 auf 96 KByte vergrößert, also um 50 Prozent.

Der Branch Target Buffer der Sprungvorhersage kann bei Carrizo 768 statt 512 Einträge fassen, und bei einem Cache-Miss wird die recht lange Pipeline der Gleitkomma-Einheit schneller geleert. Das erhöht die Geschwindigkeit und verringert die Leistungsaufnahme. Die Leistung pro Takt (IPC) steigt AMD zufolge bei Carrizo verglichen mit Kaveri um 4 bis 15 Prozent an. Diese Angaben berücksichtigen keine der neuen Befehlssatzerweiterungen wie AVX2, MOVBE, SMEP oder BMI2. Interessantes Detail: 32-Bit-Code benötigt auf Carrizo weniger Energie, ist also die bessere Wahl, wenn die 64-Bit-Version nicht schneller läuft.

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Details zu Carrizo (Bild: AMD)

Die beiden Excavator-Module verbindet AMD mit einer Grafikeinheit mit aktueller GCN-1.2-Technik: Diese entspricht technisch dem Tonga-Chip, sie unterstützt eine verbesserte verlustfreie Farbkompression für 5 bis 7 Prozent mehr Leistung in Spielen und bietet mit 512 KByte viel L2-Cache, um Zugriffe zu puffern. Wie bei Kaveri sind bis zu acht Compute Units mit je 64 Shader-Einheiten verbaut, diese verfügen aber über eine eigene Stromversorgung. Somit kann AMD die anliegende Spannung und die Leistungsaufnahme feiner steuern.

Außerdem unterstützt die Carrizo-GPU den Panel Self Refresh, was bei der Videowiedergabe Energie spart, da sich die Display-Frequenz reduziert. Zu DX12, genauer den D3D12-Feature-Levels, wollte sich der Hersteller ebenso wenig äußern wie zur HDMI-2.0-Schnittstelle und dem HDCP-2.2-Kopierschutz.