System-on-a-Chip für Notebooks: AMDs Carrizo soll ein Effizienzwunder werden

Doppelte Akkulaufzeit bei mehr Geschwindigkeit: Carrizo setzt auf verbesserte CPU-Module sowie eine sparsamere Grafikeinheit, integriert den Chipsatz und unterstützt Connected Standby.

Artikel von Marc Sauter veröffentlicht am 24. Februar 2015, 1:45 Uhr

Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)

AMD hat auf der International Solid State Circuits Conference 2015 (ISSCC) weitere Details zum kommenden Carrizo-Prozessor für Notebooks veröffentlicht. Der Fokus der neuen Accelerated Processing Unit liegt auf der Effizienz der Plattform, weshalb AMD alle Chip-Bestandteile auf Sparsamkeit getrimmt und ihren Platzbedarf auf dem Die verringert hat.

Eine der wichtigsten Verbesserungen für Carrizo ist Excavator: So bezeichnet AMD die dritte Ausbaustufe der Modul-Architektur. Excavator folgt auf Bulldozer, Piledriver sowie Steamroller und soll die Leistung pro Takt um etwa fünf Prozent steigern. Das liegt etwa an den Caches: Der L1-Daten-Puffer eines jeden Moduls fasst 32 KByte an Daten und damit doppelt so viele wie bisher.

Bei Steamroller hatte AMD den L1-Instruction-Cache verglichen mit Piledriver um 50 Prozent auf 96 KByte erweitert, da erscheint es nur logisch, auch den L1D zu vergrößern. An der Kapazität des L2-Puffers dürfte sich hingegen nichts ändern, zumindest interpretieren wir AMDs Präsentation so. Eine weitere denkbare Verbesserung abseits optimierter Caches ist wie so oft eine überarbeitete Sprungvorhersage; zudem beherrscht Excavator die 2013 von Intel mit Haswell eingeführte AVX2-Befehlssatzerweiterung.

	Llano	Trinity/Richland	Kaveri	Carrizo
Fertigung	32 nm GloFo	32 nm GloFo	28 nm GloFo	28 nm GloFo
Transistoren	1,178 Milliarden	1,303 Milliarden	2,41 Milliarden	3,1 Milliarden
Chip-Fläche	228 mm² zzg. FCH	246 mm² zzg. FCH	245 mm² zzg. FCH	250 mm² inkl. FCH
CPU-Architektur	Husky (K10.5)	Piledriver	Steamroller	Excavator (HDL)
L1D-/L1I-Cache	64 KByte + 64 KByte	16 KByte + 64 KByte	16 KByte + 96 KByte	32 KByte + 96 KByte
Speicher-Interface/-Typ	Dual-Channel, DDR3-1600	Dual-Channel, DDR3-1866	Dual-Channel, DDR3-2133	Dual-Channel, DDR3-2133
GPU-Architektur	VLIW5	VLIW4	GCN 1.1	GCN 1.2
TDP-Bereich	35 bis 45 Watt zuzüglich FCH	17 bis 35 Watt zuzüglich FCH	17 bis 35 Watt zuzüglich FCH	12 bis 35 Watt inklusive FCH

APUs für Notebooks im Vergleich

Trotz der größeren L1-Data-Caches ist ein Excavator-Modul mit zwei Integer-Kernen kleiner als ein Steamroller-Modul, obwohl AMD weiterhin auf Globalfoundries' 28-nm-SHP-Fertigung (Super High Performance, bulk ohne SOI) setzt. Der Trick heißt High Density Library und stammt aus AMDs Grafikabteilung: Statt die einzelnen Funktionsblöcke eines Moduls weitestgehend manuell anzuordnen, erfolgt die Anpassung automatisch durch ausgefeilte Algorithmen - ähnlich wie bei Jaguar oder Puma.

Das führt zu enger beieinander sitzenden Funktionsblöcken, AMD spricht von einer 23 Prozent kleineren Fläche, ohne den L2 zu berücksichtigen. Der komplette Carrizo-Chip soll mit 250 mm² ein bisschen größer sein als Kaveri - statt 2,41 Milliarden Transistoren sind aber 3,1 Milliarden Transistoren integriert. Einige davon stecken im größeren L1D-Cache, die meisten aber in der Southbridge alias Fusion Controller Hub ("Chipsatz"). Carrizo ist also ein System-on-a-Chip, das neben USB 3.0 und Sata Schnittstellen für SD-Karten integriert.

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Details zu Carrizo auf der ISSCC 2015 (Bild: AMD)

Zurück zur High Density Library: Die kürzeren Signalwege bei Excavator sparen laut AMD 40 Prozent der Energie. Der Nachteil sind geringere maximale Frequenzen, was im mobilen Segment aber nicht allzu tragisch ist. Taktraten für Carrizo wollte AMD noch keine nennen. Wir tippen auf höhere Frequenzen im 17-Watt-Segment und leicht niedrigere im 35-Watt-Bereich, verglichen mit Kaveri für Notebooks. Zudem soll es Carrizos mit 12 Watt geben.