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Sparsamere GPU, H.265-Unterstützung und angepasste Spannungen

Da AMD für die in Carrizo verbaute Grafikeinheit bereits eine High Density Library nutzt, hat sich die GPU-Abteilung bei den CPU-Kollegen kundig gemacht und die Implementierung der Transistoren genauer angeschaut. Transistoren mit hoher minimaler Schwellspannung (HVT - High Threshold Voltage) weisen vergleichsweise wenig parasitäre Leckströme auf. Solche mit geringer Schwellspannung (LVT - Low Threshold Voltage) haben dagegen mehr, bei zugleich schnellerer Schaltgeschwindigkeit. AMD hat versucht Transistoren für HVT und den Mittelweg (RVT - Regular Threshold Voltage) zu optimieren.

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AMD will so die Leckströme um 18 Prozent reduziert haben, was entweder 10 Prozent höhere Frequenzen bei gleicher Leistungsaufnahme bedeutet oder den Energiekonsum bei identischer Geschwindigkeit um 20 Prozent verringert. Anders als bei Kaveri sind daher auch bei den 15-Watt-Modellen von Carrizo alle acht Compute Units der Grafikeinheit aktiv - und nicht nur vier oder sechs Blöcke. Somit bietet Carrizo durchgehend volle 512 Shader-Rechenwerke.

  • Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)
  • Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)
  • Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)
  • Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)
  • Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)
  • Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)
  • Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)
  • Je nach Schwellspannung sinken oder steigen die Leckströme. (Bild: ARM)
  • Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)
  • Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)
  • Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)
  • Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)
  • Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)
  • Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)
  • Prototyp-Notebook mit Carrizo (Bild: AMD)
  • Die-Shot von Carrizo (Bild: AMD)
Je nach Schwellspannung sinken oder steigen die Leckströme. (Bild: ARM)

Die ALUs basieren weiterhin auf der GCN-Technik (Graphics Core Next), jedoch dürfte diese nun GNC 1.2 alias IP v8 und somit Tonga entsprechen (inklusive der überarbeiteten verlustfreien Farbkompression für effektiv mehr Datentransfer-Rate). Allerdings hat AMD für die Carrizo-Grafikeinheit den Unified Video Decoder (UVD) und die Video Codec Engine (VCE) aufgebohrt, diese können H.265-Material dekodieren wie enkodieren. Details, ob etwa das YUV-Videoformat mit 10 Bit Farbtiefe pro Kanal unterstützt wird, wollte AMD noch nicht bekanntgeben.

Eine weitere Verbesserung zugunsten der Effizienz sind angepasste Frequenzen bei einem Spannungsabfall (Vdrop) für die Excavator-Kerne und die Grafikeinheit. AMD hatte diese Technik schon bei Steamroller für Kaveri integriert. Hintergrund dazu: Sobald die CPU-Module oder die GPU zu rechnen beginnen oder von einem niedrigen P-State in einen höheren wechseln, steigt die Leistungsaufnahme urplötzlich an - dieser Lastwechsel provoziert einen Vdrop. Dagegen wollen die Hersteller vorgehen, da bei zu geringer Spannung die Transistoren nicht mehr schalten.

Meist wird der Takt niedriger angesetzt, die Spannung erhöht, oder es werden Glättungskondensatoren verbaut. All das verringert aber die Geschwindigkeit und steigert die Leistungsaufnahme oder die Kosten. AMD nutzt für Carrizo eine Technik, bei welcher der Chip seinen Takt im Moment des Spannungsabfalls gerade so weit absenkt, dass die Transistoren noch schalten.

  • Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)
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  • Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)
  • Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)
  • Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)
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  • Je nach Schwellspannung sinken oder steigen die Leckströme. (Bild: ARM)
  • Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)
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  • Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)
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  • Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)
  • Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)
  • Prototyp-Notebook mit Carrizo (Bild: AMD)
  • Die-Shot von Carrizo (Bild: AMD)
Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)

Für Nanosekunden ist die Frequenz zwar fünf Prozent geringer, das Einsparungspotenzial aber liegt bei bis zu 10 (CPU-Module) und bis zu 19 (Grafikeinheit) Prozent. Dadurch sind absolut höhere Taktraten bei gleicher Leistungsaufnahme möglich, wodurch die kurzzeitig geringere Frequenz zumindest im Mittel kompensiert wird.

In den Excavator-CPU-Modulen stecken zudem neue Sensoren für AVFS (Adaptive Voltage and Frequency Scaling): Neben solchen, welche die Leistungsaufnahme und die Temperaturen messen, prüfen weitere die Frequenzen und Spannungen innerhalb der Kerne. Damit erhält AMD bessere Möglichkeiten, die Geschwindigkeit der einzelnen Carrizo-Chips und Modelle an die Auslastung (workload) anzupassen.

 System-on-a-Chip für Notebooks: AMDs Carrizo soll ein Effizienzwunder werdenLange Laufzeit trotz lahmem Aufwachen aus dem Connected Standby 
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ms (Golem.de) 26. Feb 2015

Ein Athlon X4 hat keinen L3, zumal der "nur" grob 10-15 % brachte (Piledriver).

ms (Golem.de) 26. Feb 2015

idR wird es als VT oder Vt oder Vth abgekürzt, da das t/th kleingeschrieben tiefsteht...

HubertHans 24. Feb 2015

So ein Schmarrn! Der Bulldozer war seiner Zeit das daemlichste CPU-Design ueberhaupt...

MarioWario 24. Feb 2015

Wahrscheinlich sollte AMD mal so etwas wie den Intel-NUC in Auftrag geben - einen kleinen...


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