第六代AMD APU

一丁

代號為“Carrizo”的第六代A系列APU被稱作是有史以來最全能的筆記本電腦處理器，它比上一代產品電池續航時間提升高達2倍，而游戲性能是同類競品的2倍。通過支持HEVC/H.265 硬件解碼加速實現流暢的4K超高清視頻。

全新第六代APU特點概述

在Computex 2015上，AMD正式推出了代號為“Carrizo”的第六代A系列處理器。而在此之前的技術溝通會上，來自AMD美國總部的多位技術專家，詳細介紹了這塊第六代APU的創新特性和架構細節。而隨著產品的正式發布，這些技術細節也得到了公布。

代號為“Carrizo”的第六代A系列APU被稱作是有史以來最全能的筆記本電腦處理器，它比上一代產品電池續航時間提升高達2倍，而游戲性能是同類競品的2倍。通過支持HEVC/H.265 硬件解碼加速實現流暢的4K超高清視頻。

全新第六代APU特點概述

全球首款使用系統級芯片（SoC）設計的Carrizo高性能APU，擁有多項業界技術創新的第一：首款支持HEVC硬件解碼的主流筆記本電腦高性能APU，也是首款支持異構系統架構HSA 1.0的高性能APU，還是首款支持ARM TrustZone的高性能APU。新一代Carrizo APU基于AMD“挖掘機”核心和第三代次世代圖形核心（GCN）架構設計，提供多達12個計算核心（4個CPU + 8個GPU）。最高可達上一代產品兩倍的電池續航時間，同時提供了最高可達競品兩倍的游戲性能，通過異構系統架構（HSA）實現創新計算體驗，并且提供支持DirectX 12的高端Microsoft Windows 10體驗。

卓越的流媒體娛樂體驗

AMD第六代A系列處理器首次為筆記本電腦帶來了HEVC/H.265，從而讓消費者相較于傳統的H.264視頻享受到質量更高、更低帶寬要求的流媒體視頻播放體驗。享受極佳的娛樂圖像質量，包括通過基于視頻穩定技術的AMD完美圖像技術實現對超高清視頻的支持。得益于高能效播放，單次充電即可提供幾乎可達上一代產品兩倍的觀看時間。媒體轉換更快，與僅僅使用CPU相比擁有高達五倍的加速編碼性能。

流暢的網絡游戲體驗

AMD第六代A系列處理器擁有媲美獨顯的內置顯卡，憑借AMD Radeon次世代圖形核心（GCN）架構提供了最高可達競品兩倍的游戲性能。用戶可以享受真正的高清筆記本游戲體驗，可以暢玩的熱門網絡游戲包括《DOTA2》、《英雄聯盟》、《反恐精英：全球攻勢》等。在不接通電源的情況下可以暢玩數小時的最新電競游戲，電池續航時間比上一代高出將近兩倍。得益于AMD第六代筆記本電腦處理器與精選的AMD Radeon R7移動顯卡組建的AMD雙顯卡交火，游戲幀數的提升最高達42%。憑借AMD FreeSync技術享受無卡頓、無撕裂的流暢游戲體驗。

為未來做好了準備，支持DirectX 12、Vulcan、AMD Mantle等多線程API，使用旨在提升性能和視效保真的最先進游戲技術。

創新的計算體驗

AMD第六代A系列處理器超凡地提供了多達12個計算核心（4個CPU + 8個GPU），從而在計算密集型工作負載中提供了最高可達競品解決方案兩倍的性能。 AMD手勢控制支持主流筆記本電腦，用戶輕松揮揮手就能夠瀏覽和控制他們11，而無需額外的成本。Carrizo還帶來了最完整的微軟Windows 10體驗：AMD第六代A系列處理器憑借支持原生HEVC解碼，在即將推出的Windows 10操作系統中可以加速視頻播放，并通過首次在高性能APU應用AMD安全處理器，實現對安全引導和恢復、TPM2.0以及驅動密鑰加密等最新的Windows 10特性的支持。

技術細節詳細解析

對于Carrizo來說，在AMD的“25x20能效計劃”中，是值得記住的一次提升，因為它跟上一代相比有了2.4倍的能效提升，遠超計劃中的1.7倍。

挖掘機是AMD用于Carrizo產品上的新一代X86核心的代號。對比上一代壓路機的核心硅片面積，挖掘機的硅片面積減少了很多。而一般來說，如果在不邁進下一個制程節點的情況下，實現面積減少，很可能就會降低性能，但實際上Carrizo性能并沒有減少，反而增加了。這是由于AMD采用了更高密度的“晶體管庫”形式的設計，減少核心面積。

通過工藝改造，能夠把核心面積縮小約26%到35%。由于面積更小，所以這些晶體管之間的距離就更緊湊，如果能夠提高每時鐘周期指令數，在運算過程中就能夠降低功耗。從圖4可以看到，藍色的是新一代Carrizo，紫線是Kaveri，比較主流的15W到25W筆記本APU的功耗段上，實現了大概10到12W的功耗降低。

而為了實現性能上的提升，Carrizo提升了緩存的性能，增加了一倍的一級數據緩存的面積，這曾是上一代設計方面的瓶頸。其次，Carrizo擁有更好的分支預測，能夠在CPU核心上對于下一撥要來的數據量做智能化預測。通過這樣的優化，能夠減少CPU等待數據時間，提高整體性能。第三，Carrizo降低了二級緩存的延遲時間，從原來的19時鐘周期降到了18時鐘周期，大概提升一個時鐘周期的延遲時間。此外，Carrizo還加強了分支預測的準確性，大家知道分支預測是影響功耗的重要因素。AMD希望分支預測更加理性，不會做大量的無用功去執行錯誤或無效的分支預測，在這個過程中，就能夠提高性能。

AMD也更新了指令集和在ModernStandby方面做了優化。Modern Standby意思是能夠縮短讀取CPU核心的時間，能夠讓過程更快。最終，Carrizo在每時鐘周期指令數方面的提升保持在了4%到15%之間，提升幅度取決于具體的工作負荷和運算的頻率。

綜合來看，Carrizo有一個非常巨大的綜合能力提升，而且是專門針對主流15瓦功耗的筆記本設計，在關鍵行業軟件基準測試超過上一代產品高達55%的性能提升。

Carrizo有8個第三代GCN核心，512KB的共享二級緩存，更優化的曲面細分性能。HSA能夠讓所有的運算單元共享虛擬的存儲空間。在性能提升方面，增加了緩存的面積，可以更好地利用GCN核心。

在HSA架構中，把上下文轉換引入到了GPU核心中。GPU有兩類處理任務，一類圖形，一類是圖形計算。圖形的上行下行數據是非常巨大的，存儲需要很長時間，所以把這一部分任務空間釋放，進行圖形計算，它被稱為“任務預搶占”。在圖形計算方面，上下文轉換的數據是比較小的，所以可以像在CPU核心中一樣，把它們進行存儲，讓所有的GPU計算共享GPU的核心。

現在的系統設計一般是CPU有搭載非常大的內存，然后GPU非常小。在電影行業里面去編輯一部影片的時候有一個兩難的境地，要么是選擇其中的一個片斷，一幀一幀的去做比較深度、細節的渲染。或者用比較低的不注重細節、細膩感的渲染方式去對比較長的片斷來渲染。

而HSA的一個特點就是更扁平、更寬的尋址空間，所以每個任務可以調取這樣的地址，能夠讓空間被打開。有了HSA可以不用損失掉細節，也不用只是一幀一幀地來做渲染。可以把原來想要達到的效果，通過機器就能夠來實現，可以看到整個全局。有了HSA，可以讓藝術家保持十分清楚的理念，對于整部影片能夠按照自己的思路來做編輯。

工業設計方面，現在一般的做法就是用計算機輔助設計系統，首先畫出草圖，然后去選擇材質。要把數據拿到大的計算機，比如說到服務器上去做進一步的分析，看做的設計是否合理。比如選擇的金屬材料是否合適，在設計里面的方方面面包括壓力、溫度指標是否能夠達標。所以是分兩步走的做法，要有設計的草圖，然后去驗證設計的合理性。

有了HSA，就可以在一臺機器上實現。一方面可以在前臺做3D圖形的設計，在后臺就可以對設計出來的草圖去做合理性的驗證和分析。比如說關于設計是否考慮周全，是否選擇了合適的金屬材料，這些在一臺機器上都可以實現了。通過這種辦法就能夠讓設計師有更加明確的目標感，同時在工作效率方面也可以提升。

視頻體驗是亮點 輕松上4K

對于大部分的PC用戶來講，視頻是一個非常重要的應用方面，因為大家用PC可能會看視頻內容、制作視頻、開視頻會議等等各種各樣的應用。

在圖形顯示方面，將GPU圖形核心的硬件設計理念，沿用到了顯示核心方面，在此基礎上，能夠實現更優化的視頻播放，并且功耗更低。因為在視頻播放的時候，在后臺會有一個額外的視頻處理通道，確保視頻播放能夠更有效的執行，這個新的通道叫做底層支持。

根據整條的傳輸路徑，從UVD到顯卡，再由顯卡到顯示器，視頻可以有兩種不同的處理方式。可以把原始視頻內容的分辨率進一步擴大，增大圖像分辨率。也可以對原始視頻進行壓縮，降低圖像的分辨率，這兩種視頻格式都可以輸出。

Carrizo APU播放1080P的視頻時，可以實現超過500mW的功率節省。

與前身相比，UVD 6.0也是側重功效的提升，有更多的計算能力來處理4K內容。由于解碼帶寬的增加，CarrizoAPU在1080P的視頻解碼方面，所需要的時間只是上一代Kaveri APU的1/4，在幀與幀之間可以空余出更多的時間使機器處于閑置狀態，從而降低功耗。

憑借在創新電路、固件和軟件方面的工作，Carrizo能夠充分利用幀與幀之間閑置的3/4的時間，使整個處理器、運算單元處于關停狀態，將其轉變為極大的功耗節省。這種動態的UVD電源門控、功耗管理，能夠為視頻播放再增加半小時的續航時間。

視頻播放的電池續航時間大幅增加，Carrizo為高清視頻實現了超過50%的平臺功耗降低，其中有超過60%是來自于Si功率降低。

在實際的應用方面，AMD充分考慮用戶需求，與中國領先的視頻播放器廠商迅雷和暴風影音合作，基于支持HEVC/H.265硬件解碼的Carrizo APU，開發出可以流暢播放4K高清視頻的播放器。AMD圖形性能方面的功力不僅體現在高清視頻播放方面，在游戲的視覺效果方面同樣能夠為用戶帶來前所未有的感受。第六代A系列高性能移動加速處理器Carrizo率先實現HEVC/H.265標準，可以在同樣的帶寬下為用戶提供更高質量、更穩定的高清網絡視頻。同時，只相當于以往一半的視頻解碼功耗，為筆記本電腦的視頻播放帶來更長的電池續航時間。

總結：總的來說，全新的第六代APU——Carrizo，在能效方面的提升讓人驚嘆，在大幅降低功耗的同時，帶來了全新高性能表現，同時在安全、視頻播放等多個領域，有著獨到的特色功能。