Procesory
Artykuł
Mateusz Brzostek i Przemysław Juraszek, Czwartek, 26 października 2017, 15:01

Anatomia Raven Ridge

Jeden CCX, ale trochę inny

Mobilne Ryzeny mają cztery rdzenie (osiem wątków), połączone w CCX (Core Complex) wraz ze współdzieloną pamięcią podręczną trzeciego poziomu. CCX jest podstawową częścią składową procesorów w architekturze Zen; desktopowe procesory Ryzen mają dwa bloki CCX w jednym jądrze. Jednak w mobilnych Ryzenach ten segment nie jest taki sam jak w desktopowych: ma o połowę mniej pamięci podręcznej L3. Na cztery rdzenie przypadają w sumie 4 MB L3. Przypuszczalnie zmniejszenie L3 o połowę nie powoduje znaczącej utraty wydajności, ponieważ klientami L3 są tylko cztery rdzenie – nie ma potrzeby synchronizować zawartości L3 z rdzeniami w drugim CCX. Inaczej niż w procesorach Intela wbudowany układ graficzny i rdzenie x86 nie korzystają wspólnie z pamięci podręcznej ostatniego poziomu, co jest następnym powodem, dla którego większa pojemność L3 miałaby w Raven Ridge więcej wad niż zalet.

AMD Raven Ridge

Uwaga: zdjęcie jądra udostępnione przez AMD ma zaburzone proporcje – podaliśmy przybliżone wymiary!

Zdjęcie jądra ujawnia też, że wbudowany układ graficzny ma 11 jednostek obliczeniowych Vega, choć w Ryzenie 2700U tylko 10 jest włączonych. Zapewne na podstawie tego samego jądra zostaną zbudowane również APU z innej serii, przeznaczone do komputerów mieszczących procesor o większym zapotrzebowaniu na energię, w których GPU będzie mieć wszystkie jednostki obliczeniowe aktywne.

Zarządzanie energią i taktowaniem – mobilne XFR i lepsze turbo

W mobilnych Ryzenach AMD zastosowało swoje najnowsze osiągnięcia w technikach zarządzania taktowaniem i zasilaniem. Znane z desktopowych Ryzenów i serwerowych procesorów Epyc rozwiązania zostały jeszcze ulepszone. Głównym elementem mechanizmów oszczędzania energii jest centralny kontroler zasilania i łącze SCF (Scalable Control Fabric – część Infinity Fabric). Ten pierwszy monitoruje zużycie energii i obciążenie poszczególnych podsystemów SoC i na tej podstawie decyduje o przyspieszeniu lub spowolnieniu taktowania albo zmianie napięcia. Taktowanie CPU może być regulowane w krokach co 25 MHz, podobnie jak w innych Ryzenach.

Obok mechanizmów znanych z desktopowych Ryzenów Raven Ridge ma dwie nowe cechy. Po pierwsze, wszystkie decyzje o dokładnym taktowaniu zależą nie od tabeli dozwolonych prędkości w danych warunkach, ale głównie od zasilania, temperatury i obciążenia.

Precision Boost 2

To znaczy, że mobilne Ryzeny nie mają jasno określonych progów taktowania turbo dla jednego, dwóch, trzech lub czterech obciążonych rdzeni, ale przyspieszają oportunistycznie aż do najwyższego poziomu mieszczącego się w budżecie energetycznym. Wbrew pozorom to nie to samo co nieznane progi turbo w procesorach Coffee Lake Intela: te po prostu nie są podawane publicznie, ale w rzeczywistości są skonfigurowane „na sztywno”, co można sprawdzić na przykład w narzędziu Intel XTU.

Po drugie, oportunistyczne przyspieszanie może być wykorzystane przez producenta laptopa nie tylko w ramach skonfigurowanego TDP, ale i powyżej. To znaczy, że można zbudować komputer przenośny z procesorem skonfigurowanym na TDP = 15 W, ale dopóki zasilanie i temperatura procesora oraz innych części laptopa na to pozwalają, procesor może przyspieszyć do pułapu dostępnego dla TDP = 25 W.

Mobile XFR

Tę technikę nazwano mXFR, na podobieństwo XFR, znanej z desktopowych Ryzenów. mXFR jest opcjonalną funkcją – producent laptopa nie musi jej udostępnić. Laptopy z mXFR mają być oznaczone dopiskiem amplified mXFR performance w specyfikacji technicznej (nie wiemy, jaka będzie marketingowa nazwa w Polsce). 

Możliwości multimedialne i wyjścia obrazu

Mobilne Ryzeny mają wbudowane układy wyświetlania, kodowania i dekodowania wideo bardzo podobne do tych, które stosuje się w kartach graficznych z procesorem Vega. Najważniejszą różnicą jest wyjście HDMI 2.0, które w APU AMD nie wymaga dodatkowych komponentów na płycie głównej laptopa – nie ma technicznego powodu, dla którego dowolny laptop z Ryzenem miałby nie mieć wyjścia HDMI 2.0 umożliwiającego wyświetlanie obrazu w rozdzielczości 4K 60 razy na sekundę (być może są jakieś przeszkody licencyjne).

Niestety, jeszcze nie wiemy, jaki jest stan oprogramowania i ograniczeń licencyjnych związanych z zabezpieczeniami DRM przy odtwarzaniu treści 4K HDR. AMD zapewnia, że z użyciem Raven Ridge można oglądać treści z Amazon Instant Video, Netflixa, Vudu i FunBoxa w rozdzielczości 4K, ale jak pokazuje przypadek treści 4K HDR odtwarzanych z wykorzystaniem procesorów Intela lub kart graficznych Nvidii, cały łańcuch zabezpieczeń i certyfikacji antypirackich antykonsumenckich częściej nie działa, niż działa.

Warto zauważyć, że możliwości kodowania wideo powyżej 120 kl./sek. nie są, według naszej najlepszej wiedzy, dostępne w żadnym oprogramowaniu – przynajmniej desktopowe karty graficzne Vega nie mogą nagrywać obrazu z prędkością 240 kl./sek.

Obudowa i wymagany układ zasilania

Układy Raven Ridge są pod każdym względem przygotowane do wykorzystania w ultracienkich laptopach. Krzemowe jądro zostało pocienione (wafle krzemowe zwykle mają grubość około 0,8 mm), a podłoże jest cieńsze niż w poprzednich procesorach AMD. Całe APU ma grubość 1,38 mm, prawie o połowę mniejszą niż starsze APU AMD.

System zasilania Raven Ridge wykorzystuje wbudowane w jądro regulatory LDO, które pozwalają nieznacznie obniżyć napięcie lub odłączać od zasilania poszczególne segmenty jądra. To rozwiązanie AMD stosuje już w serwerowych procesorach Epyc; Intel wypróbował je w procesorach Broadwell Y, ale zrezygnował z niego w następnych generacjach laptopowych układów. Na płycie głównej znajduje się tylko jeden duży zasilacz impulsowy, a regulatory LDO konwertują jedno uniwersalne napięcie wejściowe na niższe, wymagane przez różne części SoC w różnych stanach energetycznych. Ponieważ zasilacz impulsowy na płycie wytwarza tylko jedno napięcie, może być prostszy i mniejszy, niż dwa zasilacze konieczne dla procesorów Intela z dwoma zewnętrznymi domenami zasilania.

Nathan Brookwood, analityk i weteran branży półprzewodnikowej, z mobilnym Ryzenem
(Los Angeles, sierpień 2017 roku)

Ocena artykułu:
Ocen: 13
Zaloguj się, by móc oceniać
Artykuły spokrewnione
Aktualności spokrewnione
Facebook
Ostatnio komentowane