Review: ASUS E35M1-I Deluxe

Αρχιτεκτονική

Τόσο οι APUs της σειράς E (Zacate) όσο και της σειράς C (Ontario) είναι κατασκευασμένοι με βάση την αρχιτεκτονική Bobcat, που έχει θα λέγαμε περισσότερα κοινά στοιχεία με την παλαιότερη αρχιτεκτονική K6 παρά με την αρχιτεκτονική των σύγχρονων επεξεργαστών της AMD (Stars).

Αυτό οφείλεται κατά πρώτο λόγο στην επιθυμία των μηχανικών της AMD να μειώσουν όσο το δυνατόν περισσότερο την κατανάλωση και το ενεργειακό αποτύπωμα των APUs του είδους. Έπρεπε λοιπόν να βρουν τρόπο να κάνουν τα chips του είδους, να καταναλώνουν από 1W έως 20W το μέγιστο και για αυτό αναγκάστηκαν να εγκαταλείψουν ή να αφαιρέσουν αρκετά χαρακτηριστικά και στοιχεία από την αρχιτεκτονική "Stars".

Το die μίας Zacate/ Ontario APU

Πυρήνας Bobcat

Ο πυρήνας Bobcat που αποτελεί τον βασικό δομικό λίθο των Zacate και Ontario APUs (αλλά και των LIano που παρουσιάστηκαν πρόσφατα) ενσωματώνει στο die του ένα σύγχρονο out-of-order execution επεξεργαστή x86-64. Και αυτή είναι μία βασική διαφορά από τα ανταγωνιστικά chip της Intel, που δεν είναι άλλα από τους επεξεργαστές Atom (άντε και κάποια μοντέλα χαμηλής κατανάλωσης Core i3)

Οι Intel Atom δεν υποστηρίζουν εκτέλεση εντολών εκτός-σειράς ώστε να εξοικονομηθεί ενέργεια, ωστόσο θα μπορούσαμε να πούμε, πως η Intel "κάλυψε" το συγκεκριμένο μειονέκτημα όσο αφορά στην απόδοση προσθέτοντας στα συγκεκριμένα chip την τεχνολογία Hyper-Threading, χάρη στην οποία κάθε πυρήνας μπορεί να τρέχει ταυτόχρονα δύο threads (two instruction streams).

Η AMD με τον πυρήνα Bobcat - και κατ' επέκταση με τον πυρήνα Bulldozer για τον οποίο θα μιλήσουμε εκτενέστερα προσεχώς - αναβάθμισε τον scheduler (χρονοπρογραμματιστή) χρησιμοποιώντας ένα νέο στοιχειό, το Int PRF (Int Physical Register File) το οποίο περιέχει συνδέσμους καταχωρήσεων, μειώνοντας τις άσκοπες μεταφορές δεδομένων ανάμεσα στα στοιχεία του επεξεργαστή όταν πραγματοποιούνται αλλαγές στην σειρά/ σειρές εκτέλεσης εντολών. Επιπλέον χάρη στο Physical Register File μειώνεται σημαντικά η κατανάλωση.

Όπως μπορείτε να δείτε και στο διάγραμμα, ο Bobcat διαθέτει δύο ανεξάρτητους schedulers (integer scheduler και address scheduler) που ο ένας τροφοδοτεί δύο ALUs (με την μία από αυτές να μπορεί να πραγματοποιήσει και πολλαπλασιασμούς ακεραίων αριθμών) ενώ ο δεύτερος τροφοδοτεί δύο AGUs. Διαθέτει λοιπόν δύο integer ALUs (integer Arithmetic Logical Units, Λογικές μονάδες υπολογισμού ακεραίων) εφόσον είναι βελτιστοποιημένος για την εκτέλεση δύο εντολών ανά κύκλο ρολογιού αλλά και δύο 64-bit FPUs (Μονάδες υπολογισμού πράξεων κινητής υποδιαστολής) που έχουν επιπλέον την δυνατότητα να πραγματοποιούν πολλαπλασιασμούς ακεραίων. Το μειονέκτημα της συγκεκριμένης σχεδίασης είναι ότι αυξάνει το βάθος του integer pipeline για την εκτέλεση εντολών, το οποίο στην περίπτωση του Bobcat διαθέτει 15 στάδια, ενώ στην περίπτωση των Intel Atom αποτελείται από 16 στάδια.

Μια διαφορετική απεικόνιση του die μίας APU τύπου Zacate/ Ontario

Για την μείωση της κατανάλωσης, ήταν απολύτως απαραίτητο για την AMD να βελτιώσει σημαντικά την μονάδα πρόβλεψης διακλαδώσεων (branch prediction unit) και όπως μπορείτε να δείτε και στο σχετικό διάγραμμα μπορεί να προβλέψει έως και δύο διακλαδώσεις ανά κύκλο ρολογιού και να επεξεργαστεί έμμεσες διακλαδώσεις καθώς και δηλώσεις επιστροφής.

Ο Bobcat ενσωματώνει 64KB L1 cache (32KB για εντολές και 32KB για δεδομένα) και 512KB L2 cache - λειτουργεί με συχνότητα υποδιπλάσια της συχνότητας του επεξεργαστή. Κάθε πυρήνας Bobcat διαθέτει την δική του λανθάνουσα μνήμη πρώτου επιπέδου και δευτέρου επιπέδου ωστόσο όταν στον chip υπάρχουν δύο ή περισσότεροι πυρήνες του είδους, δεν μοιράζονται κάποια ποσότητα λανθάνουσας τρίτου επιπέδου (L3 cache). O πυρήνας Bobcat υποστηρίζει επεκτάσεις εντολών SIMD (Simple Instruction Multiple Data) υποστηρίζοντας τα σετ εντολών SSSE3 και SSE4A κα για πρώτη φορά δεν υποστηρίζεται το σετ εντολών της AMD, 3DNow!.

Η GPU... inside the APU

Η AMD στην περίπτωση της πλατφόρμας Brazos με τις APUs τύπου Zacate και Ontario προτίμησε - όπως ήταν φυσικό - να ενσωματώσει όσο το δυνατόν λιγότερο ενεργοβόρα υποσυστήματα γραφικών στο εσωτερικό των APUs του είδους. Η εταιρεία προτίμησε λοιπόν τις λύσεις των Radeon HD 6250G και 6290G (στις Ontario APUs της σειράς C) καθώς και τις λύσεις των Radeon HD 6310G και 6320G (στις Zacate APUs της σειράς E).

Στο εσωτερικό της GPU

Πρόκειται για ιδιαίτερα απλές λύσεις που καταναλώνουν ελάχιστα ποσά ενέργειας ωστόσο μπορούν να ανταποκριθούν με άνεση στις απαιτήσεις της αναπαραγωγής video Full HD (1080p), στο video transcoding ή ακόμα και στην αναπαραγωγή τρισδιάστατων παιχνιδιών DirectX 11, έστω και με αρκετές παραχωρήσεις. Όλες οι GPUs που χρησιμοποιούνται στις APUs τύπου Zacate και Ontario έχουν την ίδια διάταξη στοιχείων στον πυρήνα και διαθέτουν 80 Radeon cores ενώ η συχνότητα λειτουργίας τους ποικίλει, ξεκινώντας από τα 280MHz και φτάνοντας έως και τα 600MHz.

Στο εσωτερικό της GPU ενσωματώνεται και η UVD3 Engine, o τρίτης γενιάς Unified Video Decoder (UVD3) που προσφέρει την δυνατότητα αποκωδικοποίησης στο hardware των H.264, VC-1, MPEG2, WMV, DivX και Adobe Flash ισχυροποιώντας τα multimedia χαρακτηριστικά της λύσης της AMD.

Η τρίτη έκδοση του Unified Video Decoder (UVD3)

Κεντρικό chipset

Για να υποστηρίξει τους επεξεργαστές του είδους, η AMD ανέπτυξε το chipset Hudson M1 ή αλλιώς AMD A50 FCH (Fusion Controller Hub) και όπως καταλάβατε έχει αρκετές ομοιότητες με την λογική που χαρακτηρίζει τα σύγχρονα chipset υποστήριξης της Intel όπως το Z68 Express.

Λόγω της μετακίνησης των περισσότερων στοιχείων που έκαναν κάποτε το chipset ενός motherboard σπουδαίο υποσύστημα σε ένα υπολογιστή, το A50 ουσιαστικά έχει περιορισμένες δυνατότητες και αναλαμβάνει τον ρόλο του Southbridge που γνωρίζαμε παλαιότερα, ως ένα “controller hub”.

Το σχεδιάγραμμα του νέου Hudson M1 chipset της AMD

Όπως μπορείτε να παρατηρήσετε και πιο κάτω, στο διάγραμμα του motherboard E35M1-I Deluxe, το κεντρικό chipset είναι αρκετά μεγαλύτερο σε μέγεθος από την APU. Αυτό βεβαίως δεν παίζει κάποιο ιδιαίτερο ρόλο και δεν έχει καμία αρνητική επίδραση στην κατασκευή, απλώς δεν ήταν απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί κάποια πιο σύγχρονη κατασκευαστική μέθοδος από αυτή των 65nm αφού είναι ιδιαίτερα απλό στην σχεδίαση του ενώ δεν καταναλώνει παρά ένα ελάχιστο ποσό ενέργειας (περίπου 4.7W).

Το νέο Hudson M1 FCH αποτελεί ουσιαστικά την νότια γέφυρα του chipset, αν φέρουμε στο μυαλό μας την "παλιομοδίτικη" αρχιτεκτονική των chipset υποστήριξης με το Northbridge και το Southbridge. Επειδή ωστόσο τα θεμελιώδη στοιχεία του Northbridge chipset (ελεγκτής μνήμης, ελεγκτής PCI Express κ.α) έχουν μετακομίσει στο εσωτερικό των APUs της AMD, το Hudson M1 FCH περιορίζεται στον συντονιστικό παραδοσιακό ρόλο του Southbridge chipset προσφέροντας έξι SATA 6Gbps connectors, δεκατέσσερις USB 2.0 θύρες, τέσσερις δρόμους PCI Express2.0 και υποστηρίζοντας το πρότυπο ήχου HD Audio καθώς και άλλα δευτερευούσης σημασίας χαρακτηριστικά.