AMD достигла цели «25×20»: за последние шесть лет энергоэффективность APU компании выросла более чем в 30 раз

Компания AMD миновала очередную знаменательную веху в развитии своих APU. В 2014 году кремниевый гигант из Санта-Клары задался весьма амбициозной целью «25×20» — увеличить энегоэффективность собственных гибридных процессоров к 2020 году как минимум в 25 раз. С вышедшими ранее в этом году APU Ryzen 4000 (Renoir) компания не просто достигла цели, а значительно ее превзошла — AMD Ryzen 7 4800H (8 ядер/16 потоков, 2,9/4,2 ГГц, Radeon Vega 7) обеспечил прирост энергоэффективности в 31,7 раза по сравнению с моделью FX-7600P 2014 года.

Именно модель FX-7600P (Kaveri) послужила базовой отправной точкой сравнения.

Как можно видеть на графике, наибольший прирост наблюдается при переходе от Kaveri к Carrizo, а затем от Bristol Ridge к Raven Ridge, потом кратковременная стагнация Zen/Zen+ перед очередным рывком с выпуском Renoir. То есть, за период с 2014 по 2020 год в развитии APU можно выделить три заметных скачка энергоэффективности при смене поколений:

• С Kaveri на Carrizo — 3,5x.
• С Bristol на Raven — 2,2x.
• С Picasso на Renoir — 2.92x.

Базовая точка отсчета AMD — мобильные процессоры Kaveri, которые по сегодняшним меркам устанавливают очень низкую планку. Когда AMD перешла на Carrizo, она внедрила новые функции мониторинга питания, которые эффективно контролировали мощность и напряжение, не давая растрачивать энергию впустую. На смену Carrizo пришли Bristol Ridge на старой процессорной архитектуре, но с новым контроллером DDR4. Кроме того, частью семейства стали новые энергоэффективные чипы, оптимизированные по энергопотреблению.

Очередной большой скачок произошел с Raven Ridge: AMD объединила новые высокоэффективные x86-ядра на архитектуре Zen и графический модуль Vega. Это ознаменовало значительный прирост производительности за счет удвоения числа ядер и улучшенной графики, все в пределах окна мощности, аналогичного Bristol Ridge. Это позволило AMD значительно ускориться и прыгнуть чуть выше «линейного» роста.

В 2017–2019 годах особого прогресса не было ввиду отсутствия каких-либо значительных конструктивных изменений.

Переход от Picasso к Renoir был хорошо задокументирован и стал настоящим мобильным возрождением: смена процессорной архитектуры (с Zen+ на Zen2), переход на более совершенный техпроцесс (7-нм от TSMC вместо 12-нм от GF), а также более производительный графический модуль (до восьми блоков Compute Units (CU) или до 512 потоковых процессоров на улучшенной архитектуре Vega). При этом число процессорных ядер выросло вдвое — до восьми в топовых чипах, а рабочие частоты повысились на 15-20%. И все это наряду с рядом значительных улучшений по части управления питанием и шине Infinity Fabric, использующейся для связки x86-ядер, графического блока, контроллеров памяти и внешних интерфейсов. Частота  Infinity Fabric не только была «отвязана» от частоты ОЗУ, но и способна динамически понижаться для лучшей энергоэффективности APU.

AMD использовала стандарт Energy Star версии 6.1, а также бенчмарки 3DMark 2011 P-Score и Cinebench R15 nT для расчета коэффициента X, отражающего соотношение показателей производительности (С) и энергоэффективности (E). На AnandTech есть детальное объяснение того, как производился расчет каждого из показателей. Как отмечалось выше, FX-7600P (Kaveri) служит базовой точкой отсчета, то есть, его X = 1.

Ниже в таблице приведены все платформы, используемые в качестве основных для достижения цели «25×20».

Как можно видеть, некоторые из этих платформ используют нестандартные значения TDP. Это было сделано для приведения производительности по годах к общему знаменателю, а Raven Ridge 2017 года является единственной точкой данных с тепловым пакетом 15 Вт. В то же время Ryzen 7 4800H поколения Renoir, используемый для тестирования, работал в режиме 35 Вт (фактически это 4800HS).

А вот таблица со сравнением производительности и энергоэффективности вышеперечисленных чипов:

В целом AMD за шесть лет добилась увеличения производительности в своих APU в 5,02 раза при сниженном энергопотреблении в 6,33 раза (в режиме простоя), что в соответствии с используемой компанией метрикой равнозначно приросту энергоэффективности в 31,77 раза.

Успехи AMD вызывают особый интерес на фоне решения Apple перевести свои компьютеры и ноутбуки с процессоров Intel на процессоры ARM собственной разработки. За последнее время вышло немало статей, предвосхищающих усиление конкуренции и потенциальное глобальное изменение ладшафта рынка ПК ввиду того, что ARM-архитектура за последнее время сильно шагнула вперед — процессоры ARM, широко используемые в мобильных устройствах, выгодно отличаются на фоне x86-совместимых чипов более высокой энергоэффективностью и меньшим тепловыделением. Но, как видно на примере AMD, x86-архитектура тоже стала значительно энергоэффективное. То есть, ближайшие пару лет обещают быть очень интересными и нас ждет немало сюрпризов, например, пять лет назад никто и представить не мог, что рейтинг суперкомпьютеров возглавит система на процессорах ARM.

Источник: AnandTech и AMD