AMD Accelerated Processing Unit

AMD Accelerated Processing Unit (wcześniej znana jako AMD Fusion) to platforma procesorowa stworzona przez inżynierów AMD oraz byłych pracowników ATI.

Historia

Prace nad projektem AMD Fusion rozpoczęły się w 2006 roku, mając na celu stworzenie układu scalonego, który integrowałby procesor i kartę graficzną w jednej matrycy. Kluczowym momentem w realizacji tej wizji było nabycie przez AMD producenta chipsetów graficznych, firmy ATI. Projekt przeszedł przez trzy wewnętrzne iteracje, zanim stworzono produkt gotowy do wydania. Opóźnienia w projekcie były spowodowane problemami technicznymi związanymi z połączeniem procesora i karty graficznej w technologii 45 nm oraz różnicami zdań dotyczących roli obu komponentów.

APU pierwszej generacji, oznaczony kodem Llano, został zaprezentowany 4 stycznia 2011 roku podczas targów CES w Las Vegas, a jego wydanie miało miejsce wkrótce po tej dacie. Platforma ta łączyła rdzenie procesora K10 z procesorem graficznym z serii Radeon HD 6000 w jednym gnieździe FM1. Dla urządzeń o niskim poborze mocy zaprezentowano platformę Brazos, opartą na mikroarchitekturze Bobcat oraz GPU z serii Radeon HD 6000.

Na konferencji w styczniu 2012 roku Phil Rogers ogłosił rebranding platformy Fusion na Heterogeneous System Architecture (HSA), wskazując, że nowa nazwa powinna odzwierciedlać rozwijającą się architekturę i zespół technologiczny. Wkrótce jednak ujawniono, że firma AMD była stroną w sprawie o naruszenie znaku towarowego, wszczętej przez szwajcarską firmę Arctic, która używała nazwy „Fusion” dla swoich produktów.

APU drugiej generacji, o nazwie kodowej Trinity, został przedstawiony podczas Dnia Analityków Finansowych w 2010 roku i wydany w październiku 2012 roku. Ta platforma wykorzystywała rdzenie procesorów Piledriver oraz GPU z serii Radeon HD 7000 w gnieździe FM2. AMD wprowadziło nową APU opartą na mikroarchitekturze Piledriver 12 marca 2013 roku (dla laptopów i urządzeń mobilnych) oraz 4 czerwca 2013 roku (dla komputerów stacjonarnych), pod roboczą nazwą Richland. APU drugiej generacji dla urządzeń niskomocowych, Brazos 2.0, korzystał z tego samego układu APU, ale działał z wyższą częstotliwością zegara, a GPU zmieniono na Radeon HD7000 z nowym układem kontrolera IO.

Układy półniestandardowe zostały zastosowane w konsolach do gier takich jak Microsoft Xbox One oraz Sony PlayStation 4.

Trzecia generacja technologii zadebiutowała 14 stycznia 2014 roku, oferując lepszą integrację procesora z kartą graficzną. Wersja dla komputerów stacjonarnych i laptopów nosiła nazwę kodową Kaveri i opierała się na architekturze Steamroller, natomiast wersje o niskim poborze mocy, oznaczone kodami Kabini i Temash, bazowały na architekturze Jaguar. W listopadzie 2017 roku firma HP zaprezentowała model Envy x360 z APU Ryzen 5 2500U, który był pierwszym APU czwartej generacji, z procesorem na bazie architektury Zen i grafiką opartą na architekturze Vega.

Opis

Platforma ta obejmuje wielordzeniowe procesory przeznaczone dla:

netbooków: Ontario, Wichita
subnotebooków: Zacate, Krishna
notebooków i desktopów: Llano, Trinity
desktopów: Bulldozer

Łączą one w sobie tradycyjną architekturę mikroprocesora CPU oraz GPU w jednym układzie scalonym APU.

Mostek północny Hudson M2 wspiera pamięci DDR3 1600 MHz, USB 3.0, 4X PCIe, 6 SATA z RAID oraz CIR.

Premiera miała miejsce 4 stycznia 2011 roku, a nowa platforma zastąpiła starszy model AMD Eagle.

Parametry techniczne

Tabela przedstawia parametry techniczne jednostek APU AMD.

Platformy APU

Jednostki APU AMD charakteryzują się unikalną architekturą, która łączy moduły CPU AMD, pamięć podręczną oraz dyskretny procesor graficzny na tej samej matrycy przy użyciu tej samej magistrali. Taka architektura umożliwia wykorzystanie akceleratorów graficznych, takich jak OpenCL, ze zintegrowanym procesorem graficznym. Celem jest stworzenie „w pełni zintegrowanego” APU, który według AMD ma posiadać „heterogeniczne rdzenie” zdolne do automatycznego przetwarzania zarówno CPU, jak i GPU, w zależności od wymagań obciążenia.

Procesory graficzne oparte na architekturze TeraScale

Architektura K10 (2011): Llano

AMD K10 – 10-rdzeniowa jednostka z rdzeniami „Stars”.

Zintegrowana karta graficzna oparta na technologii Evergreen/VLIW5 (wydana jako Radeon HD 6000 Series).

Mostek północny PCIe.

Kontroler pamięci DDR3 do zarządzania spójnymi i niespójnymi próbami dostępu do pamięci. Pamięć fizyczna jest podzielona pomiędzy procesor graficzny (do 512 MB) i procesor (pozostała część).

Unified Video Decoder.

Technologia Eyefinity do obsługi wielu monitorów.

APU pierwszej generacji, wydany w czerwcu 2011 roku, był wykorzystywany zarówno w komputerach stacjonarnych, jak i laptopach. Opierał się na architekturze K10 i był produkowany w technologii 32 nm, z od dwóch do czterech rdzeni procesora i wartością TDP w zakresie 65-100 W, a także zintegrowaną grafiką opartą na serii Radeon HD6000 z obsługą DirectX 11, OpenGL 4.2 i OpenCL 1.2. Po porównaniu wydajności z porównywalnym procesorem Intel Core i3-2105, Llano krytykowano za słabą wydajność CPU, ale chwalono za lepszą wydajność GPU. AMD później otrzymało krytykę za rezygnację z gniazda FM1 po tylko jednej generacji.

Architektura Bobcat (2011): Ontario, Zacate, Desna, Hondo

Procesor oparty na mikroarchitekturze Bobcat.

GPU oparty na technologii Evergreen/VLIW5 (oznaczony jako Radeon HD 6000 Series oraz Radeon HD 7000 Series).

Mostek północny z obsługą PCIe.

Kontroler pamięci DDR3 SDRAM do arbitrażu między spójnymi i niespójnymi żądaniami pamięci. Pamięć fizyczna jest podzielona pomiędzy procesor graficzny (do 512 MB) i procesor (pozostała część).

Unified Video Decoder (UVD).

Platforma AMD Brazos została wprowadzona 4 stycznia 2011 roku, kierując się na rynki subnotebooków, netbooków i urządzeń o niskim poborze mocy. Zawiera 9-watową jednostkę APU AMD C-Series (nazwa kodowa: Ontario) dla netbooków oraz 18-watową jednostkę APU AMD E-Series (nazwa kodowa: Zacate) dla popularnych notebooków, komputerów typu „All-in-one” i małych komputerów stacjonarnych. Oba APU zawierają od jednego do dwóch rdzeni Bobcat x86 i procesor graficzny z serii Radeon Evergreen z pełną obsługą DirectX 11, DirectCompute i OpenCL, w tym akceleracją UVD3 dla wideo HD, w tym 1080p.

AMD rozszerzyło platformę Brazos 5 czerwca 2011 roku, wprowadzając 5,9-watową jednostkę APU AMD Z-Series (nazwa kodowa: Desna), zaprojektowaną dla tabletów. Desna APU bazuje na 9-watowej jednostce APU Ontario. Oszczędności energii uzyskano poprzez obniżenie napięcia procesora, karty graficznej oraz mostka północnego, zmniejszenie bezczynności zegarów oraz wprowadzenie sprzętowego trybu kontroli termicznej. Dodatkowo wprowadzono dwukierunkowy tryb AMD Turbo Core.

AMD ogłosiło platformę Brazos-T 9 października 2012 roku, składającą się z 4,5-watowej jednostki APU AMD Z-Series (nazwa kodowa: Hondo) oraz mostka południowego (FCH) A55T, zaprojektowanego dla rynku tabletów. Hondo APU to przeprojektowane APU Desna. AMD obniżyło zużycie energii, optymalizując APU i FCH dla tabletów.

Platforma Deccan, w tym APU Krishna i Wichita, została anulowana w 2011 roku, a AMD pierwotnie planowało ich wydanie w drugiej połowie 2012 roku.