Kiến trúc SoC Carrizo mới, mang đến hiệu năng cao và tối ưu năng lượng tiêu thụ

Kiến trúc SoC Carrizo mới sẽ mang đến hiệu năng song song với khả năng tiêu thụ năng lượng hợp lý cho các máy tính xách tay và All in One PC sẽ được hãng AMD ra mắt vào giữa năm nay.

Tiết kiệm điện năng

Trong hội nghị ISSCC vừa diễn ra tại California, hãng AMD đã tiết lộ khá nhiều về các APU mới với tên mã là Carrizo, vốn được thiết kế cho các máy tính xách tay và PC tiết kiệm điện năng.

Về cơ bản thì các APU mới này sẽ được trang bị nhân x86 mới nhất với tên mã là Excavator kèm theo GPU AMD Radeon như thiết kế thường thấy của các APU, điểm đặc biệt chính là các APU mới này sẽ được thiết kế dạng SoC thật sự, tức là chỉ một chip duy nhất cho toàn hệ thống chứ không phân tách APU và chipset như trước đây nữa. AMD Carrizo dự kiến sẽ tiết kiệm điện năng khoảng 40% so với APU thế hệ trước trong khi mang đến hiệu năng cao hơn cho giải trí đa phương tiện và đồ họa.

“Các APU Carrizo sắp ra mắt sẽ mang đến một trải nghiệm hoàn toàn khác bởi đây được xem là bước tiến lớn về khả năng thiết kế việc tiêu năng lượng và tối ưu hiệu năng cho từng đơn vị silicon được đặt vào. Người dùng chú trọng vào vấn đề năng lượng cân đối với sức mạnh của hệ thống sẽ hoàn toàn hài lòng với thiết kế hoàn toàn mới này của chúng tôi”, chia sẻ từ Sam Naffziger, Corporate Fellow and co-authorcủa AMD tại ISSCC.

Các điểm nhấn của APU Carrizo được AMD trình bày tại ISSCC:

· Số lượng transistor nhiều hơn 29% so với Kaveri trong khi kích thước như nhau.

· Nhân x86 mới với tên mã là Excavator, IPC cao hơn và tiêu thụ năng lượng ít hơn 40%.

· Nhân đồ họa Radeon mới hơn với mạch cấp nguồn riêng biệt.

· Tích hợp nhân decode chuẩn H.265

· Các cải thiện về hiệu năng lẫn thời lượng dùng pin đều ở mức hai con số % trở lên.

· APU đầu tiên của AMD tích hợp toàn bộ chipset vào trong.

Về quy trình sản xuất của Carrizo thì con số chính xác sẽ là 28nm, tối ưu mức tiêu thụ năng lượng và nâng cao hiệu suất, đó là điều mà Kathy Wilcox đã phát biểu tại ISSCC (Kathy Wilcox là kỹ sư nghiên cứu và thiết kế của AMD).

Kiến trúc tiên tiến

Số lượng vật liệu mà AMD thiết kế cho Carrizo nhiều hơn 29% so với thế hệ trước, đạt con số 3.1 tỷ transistor, nhờ đó mà AMD có thể thiết kế hay tối ưu nhiều thành phần hơn, như việc các iGPU có thể thoải mái hoạt động hơn với mạch nguồn riêng hay bộ phận decode H.265 cho các video chất lượng cao chuẩn mới nhất (4K).

AMD Carrizo cũng là bộ vi xử lý đầu tiên đạt chuẩn tương thích HSA 1.0 của tổ chức HAS. Điều này có nghĩa rằng các hệ thống sử dụng APU này của AMD tương thích tốt hơn với các ứng dụng hay nền tảng ứng dụng đồ họa có ưu tiên về mức tiêu thụ năng lượng thấp.

Một bước tiến quan trọng trong việc tương thích HSA là công nghệ hUMA (heterogeneous Unified Memory Access). Công nghệ này cho phép các nhân CPU và GPU chia sẻ cùng một kênh bộ nhớ của hệ thống theo cách linh hoạt nhất, phát huy tác dụng lớn nhất khi hệ thống phải xử lý cùng lúc nhiều ứng dụng. Lúc này thì mọi thứ đều được tối ưu, xử lý trôi chảy nhất chứ không chờ đợi theo lượt như trước đây nữa, tiết kiệm năng lượng hơn do công việc được xử lý xong nhanh hơn.

Các tính năng và công nghệ giúp tối ưu hiệu suất năng lượng mới

Hàng loạt các công nghệ về hiệu suất năng lượng đã được đặt vào trong APU AMD Carrizo, như một bước tiến nhất định của các sản phẩm công nghệ thời đại mới thì Carrizo có thể tiết kiệm từ 10-15% mức năng lượng tiêu thụ khi cho ra cùng mức hiệu năng tổng thể như nhau. Đạt được điều này nhờ AMD tối ưu dòng điện tổng đầu vào tốt nhất có thể, điều chỉnh linh hoạt nhằm tránh tình trạng điện năng cấp vào dư thừa gây lãng phí.

Việc tối ưu điện năng này còn được AMD thiết kế sâu vào bên trong ở từng nhân CPU hay GPU, các điều chỉnh điện năng có thể được thay đổi liên tục theo nano giây và con số điện năng tiết kiệm được có thể đạt mức 19% cho CPU và 10% cho GPU so với các hệ thống không được tối ưu.

Công nghệ tiếp theo về năng lượng bên trong APU Carrizo là AVFS (Adaptive Voltage and Frequency Scaling). Về cơ bản thì bên trong Carrizo sẽ có rất nhiều các cảm biến tốc độ và điện năng được thiết kế. Cả hai cảm biến này sẽ phối hợp cùng nhau để cung cấp được sức mạnh phù hợp với tình hình hoạt động thực tế như nhiệt độ, điện năng đầu vào hay yêu cầu xử lý của hệ thống, với AVFS hệ thống có thể tiết kiệm thêm khoảng 30% mức điện năng hao phí.

Yếu tố cuối cùng là AMD đã áp dụng quy trình sản xuất 28nm cho APU Carrizo, với quy trình này thì vấn đề năng lượng được tối ưu tốt hơn khoảng 20% so với Kaveri trước đây ở cùng xung nhịp hoạt động.

Mai Vy