Приветствуем всех любителей компуктерных железяк на нашем канале. В этой статье мы кратко расскажем историю создания и развития гибридных процессоров AMD, от AMD APU, до весьма серьёзных Ryzen G-Series. Мы думаем, будет довольно интересно, особенно в нынешние то времена. #процессоры amd
В общем, началось всё 25 октября 2006 года, когда AMD поглощает производителя видеокарт Ati Radeon. Тогда началась разработка семейства гибридных процессоров c технологией Fusion, которая должна была объединить многоядерные на тот момент 2-4 ядерные чипы AMD и видеоядра ATI под одной крышкой, тем самым представив на рынке весьма любопытный продукт.
Планировалось, что два вида разных чипа смогут обрабатывать параллельно разные задачи, тем самым став интересным решением для программистов и энтузиастов. Ну или по крайней мере стать производительной основой для офисных и мультимедийных машин.
В Апреле 2009 года стали появляться слухи об первых тестовых процессорах под кодовым названием Llano, которые успешно проходили все тесты внутри компании. #компьютерное железо
Чипы должны были печататься на 45-нм техпроцессе, однако их выпуск был отложен до 2011 года, в том числе из-за плохой урожайности годных чипов 45-нм техпроцесса. Из-за этого было отменено семейство Swift для ноутбуков, и первым поколением AMD A-SERIES стали Llano для десктопов, и Bobcat для ноутбуков.
Вышли они в 2011 году на 32-нм техпроцессе, и были представлены линейками с индексом 3000 серии:
1) А8- это прям топ, предлагали 4 ядра и неплохую встройку в лице HD 6550D, с архитектурой VLIW5 от Radeon HD 5000 и HD 6000;
2) А6- среднее решение, предлагало 4 или 3 ядра и встройку HD 6530D;
3) А4- непритязательное решения для мультимедиа и дома с 2 ядрами и HD 6410;
4) Е2- бюджетное энергоэффективное решение с двумя ядрами и HD 6370.
В этих версиях стоит архитектура SUMO, потомок Redwood XT с HD 5670.
Даже самое топовое решение не потребляло больше 100 ватт, зато имело свои плюсы в виде привлекательной цены. Купил такой себе, и видеокарта не нужна.
Правда здесь стоит заметить, что даже в своё время АМДшные встройки еле-еле справлялись с современными играми, да и то на низких настройках. Всё же видеоядра были не полноценные десктопные, а порезанные, дабы вписываться в теплопакет и доступную стоимость. Собственной памяти в APU понятное дело не было – это и усложнило бы разработку, и увеличило стоимость, да и площади подложки отъело бы будь здоров, что сказалось бы на конечной производительности графики.
А потому память видеоядро резервировало из ОЗУ. Отсюда выходил один нюанс – хочешь производительности, раздобудь быструю память, да побольше. Так было тогда, так дела обстоят и в наши дни.
Любопытный факт - выпускаемые с 2009 по 2011 года 4-ядерные процессоры AMD Athlon II X4 были отбраковкой по видеочипам от APU Llano. Позиционировались как бюджетные решения более дорогих AMD Phenom II. #процессоры
Были ещё мобильные AMD Brazos, предлагали встройки послабее, но зато энергоэффективнее – потребляли 35-45 ватт, и 2 или 4 ядра в зависимости от сегмента. Конкурировали они с весьма популярными Intel Atom. #INTEL
Увы, первыми на рынке гибридов AMD не стали – в 2010 году вышли Intel Clarkdale на LGA 1156 чипсете.
Однако встройки Intel были куда слабее – например видеоядро у Sandy Bridge 2011 года занимает 15% площади процессора, когда AMD встройке отведено аж 40%. Почувствуйте разницу.
В этом же поколении со старта была доступна козырная возможность объединять дискретную графику Radeon HD и встройки APU. Где-то это даже давало свой прирост. #видеокарты
В целом, теоретически, можно было без проблем играть в не тяжёлые игры типа WOWика, DOTA, Diablo или CS. Но были нюансы – работала технология только с Radeon HD 6000 на архитектуре VLlW5, и только если мощность обоих ядер будет примерно сопоставима. То есть, для A6 и A8 подойдут Radeon HD 6670, HD 6570 и HD 6450. А для A4 HD 6450 и HD 6350. #amd radeon
________________________________________________________________________________________
В 2012 году на рынок выходит второе поколение APU – Trinity. Обновили архитектуру ядер с пожилого К10 до современного Piledriver, которая в свою очередь была улучшением Bulldozer, но остались на тех же 32-нм. А вот мобильные Enhanced-Bobcat стали производится на 28-нм – всё-таки сфера применения обязывает. #ноутбуки
А4 и А6 предлагали 1 ядро 2 потока, а А8 и новые А10 2 ядра 4 потока. Имели индекс 5000 серии. Если в Llano множитель был заблокирован, можно было только задавать турбо-режим, который был ну весьма символическим, то в Trinity появились процессоры с K-индексом, которые имели разблокированный множитель.
А выпущенная утилита OverDrive открывала доступ к параметрам обоих блоков APU и контроллера памяти.
Сменились встройки – теперь это были HD 7000 серия семейства Devastator. Если что это не прямые чипы с дискретного рынка, а примерный ориентир на сегмент и уровень производительности по меркам гибридов.
Процессорных ядер было меньше, но благодаря технологии многопоточности производительность не только не упала, но и возросла почти на треть за счёт возросшей частоты, обновлённой 256-битной шине Radeon Memory Bus, и обновлённой архитектуре VLIW4.
Ну и по мелочи обновив софтверную поддержку Api до актуальных, типа DX 11.1, и пакетов видео кодировщиков, типа AMD HD Media Accelerator.
А ещё сменили сокет, заставив переходить на FM2, аргументируя тем, что изменений слишком много. А ещё обмен данных вне чипа происходил через PCI Express, а не Hyper-Transport как раньше. А и из-за разности архитектур встройки и дискретных Radeon объединение в гибридный CROSSFIRE было невозможно.
С конкуренцией складывалась интересная картина – встройка была мощнее чем HD 4000 у Intel Core 3 поколения, даже самый простой флагман А8 3750К с ядром hd 6550D уверенно обходил в играх i3 3225. Даже топовые i7 имели ту же самую встройку, только со слегка повышенными частотами, но стоили совсем других денег.
С этого поколения сошло на нет скептическое отношение ко встройкам – теперь APU, по крайней мере топовые А10, могли обеспечить приемлемую производительность во многих играх, а встройки чипа при необходимости заменять бюджетные затычки за 60-70 долларов. #пк для игр
К тому же, AMD ещё сильнее ускакала вперёд от Intel с их довольно слабенькой HD Graphics. Кстати на мобильном рынке Trinity тоже засветилась – топовые решения в лице А10 4655М и А10 4600М давали, простите, смачного пинка топовым i7 2720QM в играх, потребляя при этом не более 25 ватт энергии.
________________________________________________________________________________________
В 2013 году вышло следующее поколение AMD APU, с индексом 6000 Series. Семейство получило название Richland, однако несмотря на громкое название, само семейство было просто улучшением прошлого поколения – ядер осталось столько же, архитектура та же, техпроцесс тот же, разве что подросли чутка частоты ядер, встройки, и контроллера памяти, и стало так же чутка меньше греться и потреблять из розетки этих ваших ватт.
Ну и появились низкочастотные версии с низким 45-ваттным теплопакетом. Разве что обновили софтверную часть, добавив поддержку всяких этих скучных AVX, AES, XOP и прочих. Зато остался тот же сокет FM2. Сейчас это назвали бы рефрэшем, в котором поработали над энергоэффективностью, а тогда обзорщики быстро раскусили AMD назвав Richland обычным ребрендингом.
Зато Richland очень полюбился оверклокерам – его частотный потенциал был огромен – многие экземпляры брали по ядрам 4,8ггц, а встройки брали рубеж в 1ггц, что весьма недурно! Гнались правда только процы с К-индексом, но их в линейке стало больше.
Так же ручной настройке поддавались и видеоядро, и напряжение, и работа с памятью. Правда теплопакет тогда мог преодолеть установленную планку в 100 ватт, но для такой производительности это были мелочью, так, издержки мощностей. Впрочем, на фоне Trinity прогресс без разгона был чисто символическим.
В том же 2013 году выходили AMD семейства Kabini и Temash – по-настоящему новые гибриды, со встройками на архитектуре GCN, и основанные на новейшей архитектуре Jaguar, которая привнесла высокую энергоэффективность, экономичность и производительность, позволив AMD выйти на рынок ноутбуков и планшетов. Именно на ней кстати и вышли PS4 и Xbox One. #консоли
Техпроцесс похудел до 28-нм, а архитектура расширила софтверную поддержку SSE 4.1 и 4.2, AES и CLMUL и множеством других. Повысили частоты и производительность на такт, внедрили дополнительные планировщики и 128-битные блоки для работы с плавающей запятой – всё для увеличения мощностей своих решений.
А главным нововведением стало добавление нового блока внеочередного исполнения инструкций и измененной работы кэша – теперь кэш L2 был общий, что заметно бустило производительность, в том числе за счёт более эффективной работы ядер друг с другом.
А благодаря улучшенной схеме Clock Gating, по которой тактовые импульсы на неиспользуемые узлы и блоки не посылались, сильно падал аппетит на ватты из розетки. Всё это дало свои плоды в виде повышения производительности.
А для планшетов AMD выкатила Temash – APU с ультранизким потреблением от 4 до 8 ватт, и скромными частотами. Зато это был дебют на новом рынке для красной компании.
__________________________________________________________________________________________
В 2014 году на рынок выходит следующее поколение красных гибридов – AMD Kaveri.
Процессорные ядра были основаны на архитектуре Steamroller, которая была из рода Bulldozer в третьем поколении, а модельный ряд предлагал 2 или 4 ядра, а ассортимент включал всё те же модели А4, А6, А8, и А10. Индекс переехал на А 7000 Series.
В этом поколении каждое ядро получило по своему отдельному блоку декодирования, что повышало их скорость работы с данными. Был улучшен блок предсказания переходов, улучшив эффективность планирования на 5-10%.
Собраны ядрышки были на 28-нм техпроцессе типа SHP («Super High Performance»). Чипы на таком техпроцессе рекордов по частотам не ставили, зато благодаря более высокой плотности росла производительность. Ну и кэш L1 вырос с 64кб до 96кб.
Архитектура, по оценке AMD, прибавляла 20% производительности на такт.
Что более интересно, так это эволюция встроек в условно полноценные R5 и R7 с GCN 1.1, полностью отойдя от прошлой VLIW архитектуры. Тем самым, раскрыв всю крутизну слияния CPU и GPU на одной подложке. Вернулась и возможность объединения встройки и дискретной Radeon – так называемая Dual Graphics.
Именно Kaveri AMD впервые стала позиционировать как игровой APU, да ещё и для 1080р разрешения. Немудрено, ведь на этой архитектуре были собраны, как бы, такие топы как R9 290X! Такой видеочип занимал аж 47% всей подложки процессора.
С точки зрения софта, в блоках обработки видеоданных Unified Video Decoder и Video Coding Engine были проведены оптимизации для улучшения производительности, а новая интегрированная фича TrueAudio разгружала CPU от обработки аудио эффектов, к тому же позволяя делать их сложнее и насыщеннее.
Да и вообще, всё то что поддерживал GCN настольный, понимал и GCN встроенный – например DX 11.2 и Mantle.
А ещё, особняком стояла системная архитектура HSA, позволяющая CPU и GPU обрабатывать одни и те же данные в унифицированной памяти, чему программисты мира были наверняка очень рады, к тому же AMD поставляла нужные библиотеки программирования для своих чипов OpenCL 2.0, Java, C++ и другие.
Kaveri расселились во всех сегментах рынка – благо архитектура хорошо масштабировалась, да и теплопакет достигался широкий – от 15 до 95 ватт.
Однако что до производительности, APU Kaveri всё же уступали решениям PS4 и X1 по части графики и пропускной способности памяти. Видимо, компания не могла, или не хотела делать конкурентное решения для ПК-рынка. И всё же топовый А10 7850К позволял запускать игры на средне-низких настройках в 1080р, при играбельном фреймрейте, и в пух и прах раскидывал встройки Intel HD Graphics процессоров Haswell. Разумеется, многое зависело от частоты оперативной памяти – ведь она выступает в качестве видеобуфера для встроенной графики.
________________________________________________________________________________________
В 2015 вышли рефрэши Kaveri – семейство Godavari, предлагающий общие улучшения производительности, типа роста частот CPU и GPU и оптимизации рабочего напряжения.
Техпроцесс тот же – 28-нм, но поставщик Global Foudry улучшил показатели качества, и для флагмана в лице А10 7870К отбирались самые удачные экземпляры.
Что по производительности, то флагманские Godovari уже могли обеспечить приемлемую производительность в актуальных играх, даже в тяжёлых типа GTA V или Metro LL, и даже в 1080р. А что-то тащили даже на ультрах!
Но как водится, на минималках. Зато собрать такую платформу можно было буквально за 200 долларов. Аналоги от Intel такого предложить и близко не могли, да в общем-то и не пытались.
А ещё именно в Godavari встройка преодолела порог в 1 терафлопс производительности. Dual Graphics так же был на месте, но только для Radeon R7.
A10-7870K был послан конкурировать с синим камушком Core i3 4370. По части процессора только разве что, ведь графическая часть же была всё равно куда мощнее.
____________________________________________________________________________
В 2015 году так же выходят AMD Carrizo – процессорные ядра были основаны на архитектуре Excavator – улучшенной Steamroller.
А графические ядра R5 и R7 на следующей ступени своего развития GCN 1.2. Встройки получили так же свой кэш на 512 кб.
Техпроцесс всё тот же – 28-нм, но с повышенной плотностью компоновки. Так, по сравнению с Kaveri, транзисторов 3,1 млрд против 2,4 млрд у Kaveri, при этом сам чип был меньше на 29%.
Количество ядер не изменилось – всё те же 4 ядра, но на тот момент их более чем хватало. Тем более, что из-за улучшенного техпроцесса ядра стали чуть меньше, чуть быстрее и чуть холоднее.
Любопытно так же и то, что эти APU теперь содержали помимо процессорных ядер и графики, южный и северный мост. Carrizo стали первым APU, соответствующим спецификации HSA 1.0 – как мы ранее говорили, это значит что процессорные и видеоядра могут работать вместе и иметь равноправный доступ к памяти, что в некоторых сценариях повышает скорость работы и даёт возможность выполнять разнородные задачи.
Интересной новинкой стало распаянное ядро ARM Cortex-A5 для работы с ARM Trustzone.
Всё это даёт возможность работать с алгоритмами RSA, Sha и AES, использовать Zlib и RDRAND. В этом же чипе было размещено немножко изолированной постоянной памяти, и статической памяти с произвольным доступом.
Официально была заявлена поддержка Windows 10 и DirectX 12.
В чипе появился видеодекодер UVD-6 с несколькими видами форматов, позволяющий аппаратную декодировку 4К видео в 60 фпс в форматах H.264 или H.265.
Благодаря этому, ноутбук с чипом Carrizo (FX 8800P) воспроизводил тяжёлые фильмы без подлагиваний и с загрузкой до 30%, когда у соседних ноутбуков на Broadwell (i5 5200U) было слайдшоу и 100% загрузка ядер.
Частоты оставались примерно на том же уровне, зато теплопакет снизился до 15-35 ватт. Семейство осело в мобильных и моноблочных решениях, да и точилось в первую очередь под них. Разве что, был один AMD Athlon X4 845, но он был обычным десктопом.
__________________________________________________________________________________________
В 2016 году выходят последние встройки дорайзеновской эпохи Bristol Ridge и Stoney Ridge.
Вышли они уже в преддверии Ryzen, отличались отличными показателями энергоэффективности, несмотря на свои 28-нм: Stoney Ridge представляли из себя модельный ряд из трёх 2-ядерных APU с Radeon R5 и теплопакетом в 15 ватт, а старшие Bristol Ridge шесть 4-ядерных APU с Radeon R7 или R5, и теплопакетом в 15 или 35 ватт, в зависимости какая встройка.
Из значимых нововведений нужно отметить контроллер DDR4, переход на АМ4, оптимизацию архитектуры и техпроцесса, улучшение управления напряжением, калибровка температурных датчиков, а так же алгоритм турбобуста AVFS (adaptive voltage frequency scaling), который с учётом температур мог заметно разгонять процессор без участия юзера.
Отдельно можно упомянуть младшие Stoney Ridge – те переехали на полноценные ядра Excavator, тем самым AMD сделала даже самые младшие чипы достаточно производительными для своего сектора применения.
В софт плане была добавлена поддержка AMD FreeSync и сохранена AMD Dual Graphics.
Хотя к тому времени в Intel тоже подтянули свои встройки, и на фоне мобильных Intel Iris 540 красные гибриды уже не выглядели безоговорочным топом для игр на минималках. Хотя настольные HD Graphics 530 в производительности сильно проигрывали.
Релиз прошёл тихо, никаких серьёзных инноваций не произошло, хоть и процессоры для своей ниши вышли вполне себе годными. А кто-то поговаривает, что типа новое поколение и вовсе было скрафчено, чтобы побыстрее продать складские остатки перед выходом новой перспективной архитектуры.
__________________________________________________________________________________________
Затем настаёт 2018 год. На основе взорвавшего рынок Ryzen 1000 выходят новейшие гибриды Raven Ridge. Техпроцесс похудел вдвое – до 14-нм, а архитектура сменилась на Zen 1, тем самым приобретя все достоинства и недостатки дебютировавшей архитектуры AMD.
Сокет, понятное дело, был тоже АМ4. Процессоры, коих было 2 штуки, предлагали 4/4 или 4/8 ядер/потоков. Теплопакет обоих не превышал 65 ватт.
Графическая часть переехала на GCN 5 поколения и выступала под именем Vega – Vega 11 у старшей, и Vega 8 у младшей модели. Номера присваивались по количеству вычислительных блоков.
Однако, в прошлое ушла технология Dual Graphics – равно как и был поставлен крест на CrossFire и Sli на рынке дискретных ускорителей. Хотя, по крайней мере в теории, в DX12 через фичу MGPU можно подружить интегрированную Vega с любой видеокартой, другой вопрос будет ли в этом смысл.
Оба чипа метили в массовый сегмент – благодаря своей цене и хорошей производительности.
И тут можно вспомнить о конкурентах – ведь на рынке был Kaby Lake-G с графикой Radeon RX Vega M. Редкий единичный случай когда дорожки AMD и Intel пересеклись.
Однако в плане производительности новинки потягаться с таким разношёрстным дуэтом никак не могли – графика Vega M размещалась на отдельной подложке, имела целых 24 вычислительных блока, и 4Гб HBM2 памяти в личном пользовании. Однако, такая конфигурация была уделом премиальных ноутбуков, а новенькие APU дебютировали на десктопном рынке, да и были к тому же дешевле.
Топовый Ryzen 2400G имел весьма неплохую производительность – в играх Vega наступала на пятки десктопной GT 1030. А для дома и несложной работы его мощностей и сейчас хватает более чем.
_____________________________________________________________________________________
В 2019 году на архитектуре Zen+ были представлены APU Ryzen 3000G семейства Picasso. Техпроцесс стал ещё чуть тоньше – 12-нм, а двухядерные чипы почти исчезли – в гордом одиночестве остался лишь Athlon 300GE с 2 ядрами и 4 потоками, остальные чипы были либо 4-ядерниками, либо имели привычную 8-поточность.
Новый техпроцесс позволил в рамках 65-ваттного теплопакета повысить на 100 мгц штатную и на 300 мгц буст частоту. На 150 мгц подразогнали и встройку, которая тут та же самая GCN 5 разлива.
Кстати о разгоне – разгонный потенциал у 3000G был на порядок лучше – в среднем новенькие гибриды брали на 250-300 мгц больше, чем 2000G. В о многом, благодаря припою, который лучше отводил тепло от чипов, нежели термопаста под крышками предшественника.
Что же до производительности, то между Raven Ridge и Picasso разрыв был чисто символический, редкие игры могли выдать более 5 фпс разницы на новейших APU. Однако и ценник был максимально схожий.
________________________________________________________________________________________
В 2020 году на ОЕМ рынок выходят гибридные Ryzen 4000G. Топовые чипы содержат 8 ядер 16 потоков, а благодаря 7-нм техпроцессу и улучшенной архитектуре Zen 2, которая без изменений перекочевала из безграфических десктопов, имеют отличную энергоэффективность и теплопакет от 15 до 65 ватт. Встройка та же Vega GCN 5 поколения.
Zen2 по сравнению с Zen+ прибавил в частотах, выдал 2,5-кратный рост вычислительной производительности, и 60% рост графической мощи. Все блага новой архитектуры и тончайшего даже на момент написания сего текста техпроцесса налицо. А главное, в Ryzen подлечили проблему с медленной работой с памятью, внедрив монокристалльную компоновку – теперь ядерные модули CCX и контроллер памяти расположены на одном кристалле, что очень облегчает работу процессору.
Конкуренцию им составляли, ну или пытались, 14-нанометровый Intel Comet Lake-U и 10-нанометровый Ice Lake-U. Однако, они проигрывали либо по процессорной части, ибо ядер у Ryzen было больше, либо по графической части, ведь встройки по производительности снова подтянули. И это притом, что теплопакет у Ryzen и Intel одинаковы – по 45 ватт. По производительности всё предсказуемо – полный разгром синих встроек красными Vega.
Правда, вышли эти чипы только для ОЕМ-сборщиков и мобильного рынка. Впрочем, для массового покупателя готовились APU на Zen 3.
______________________________________________________________________________________
Наконец, 2021 год. Для широкого настольного рынка выходят новейшие Ryzen 5000G семейства Cezanne.
7-нм FinFET техпроцесс, архитектура Zen 3, и линейка из 6 моделей, располагающих 4, 6, и 8 ядрами с технологией многопоточности.
Ну, вообще, моделей то было 3 – 5700G, 5600G, и 5300G. Просто с ними ещё вышли их энергоэффективные версии с индексом GE, итого 6 чипов.
Графическая часть AMD Radeon Graphics, которая GCN 5 или же Vega. Так же применена монолитная топология – в 1 CCXкомплекс совмещено 8 ядер и графическое ядро Vega 8. Теплопакет 45 ватт для мобильных, и 65 ватт для настольных чипов.
Правда из-за выросшего количества ядер, встройка потеряла 3 вычислительных блока. Да и кэш пришлось урезать вдвое. Подложка не резиновая, знаете ли. Однако самое досадное то, что у гибридных Ryzen урезанный контроллер PCI Express. Оба гибрида имеют 24 линии... PCIe3.0! На видеокарту отводится 16 линий, 4 линии на накопители, и оставшиеся 4 линии на соединение с чипсетом. Никаких Pci 4.0 видеокарт или накопителей. Зато сохранилась совместимость с AM4, только BIOS обновить не забудьте.
При этом и цена возросла – AMD больше не скромничала, и в ценнике себя не обижала – цены на гибриды теперь находятся на уровне обычных десктопных процессоров. Ламповая романтика бюджетных APU A-Series окончательно ушла в прошлое...
AMD сравнивали свои чипы по производительности с настольными Comet Lake. Что странно, ведь даже встройки Rocket Lake в лице UHD 650 несмотря на яростное сопротивление, заметно уступают красным встройкам. В любом случае, сейчас на рынке встроек царствует красная империя, и со стороны лагеря синих конкуренции в плане iGPU пока не видно – даже недавно вышедшая UHD 750 заметно отстаёт от Vega 11, а уже звучат слухи что следующие встройки будут ещё мощнее – например, Vega из Ryzen 6000 будет якобы сопоставима с GTX 1050Ti.
Однако стоит отдать должное - Intel стремительно сокращает дистанцию, и если продолжит в том же темпе, после релиза дискретных видеокарт велика вероятность как минимум паритета!
И да, AMD представило новые мобильные APU Ryzen 6000 семейства Rembrandt в начале Января.
По процессорной части, чипы переехали на 6-нм техпроцесс, и архитектуру Zen 3+.
Ядер потоков осталось так же – 8/16, а вот встройка перешла на новый уровень – теперь это передовая RDNA2, в топовом решении имеющая 12 вычислительных блоков и частоту до 2,4Ггц.
Там же на утёкшем слайде было замечено подтверждение выхода Zen 4 на сокет АМ5 во второй половине 2022 года, но это впрочем, уже совсем другая история... #история развития
________________________________________________________________________________________
YOUTUBE-КАНАЛ (Здесь выходят классные видосики!) https://www.youtube.com/channel/UCZLvQirxGaxiCRtxh2hasow/featured НАШ VK-ПАБЛИК (Новости, мемы, интересные истории и живое общение!):
https://vk.com/livegames_official
=Спасибо что дочитали до конца, и до новых встреч на Live Games Zen!=