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Vorstoß ins Notebook: AMD bringt sparsame "Carrizo"-APUs

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amd fx apu 6thWirft man einen Blick in unseren Preisvergleich, stellt man fest, dass dort ein Großteil aller derzeit erhältlichen Notebooks mit einem Intel-Prozessor ausgerüstet ist. Das soll sich laut AMD in den nächsten Wochen aber endgültig ändern. Möglich werden soll dies mit den heute vorgestellten „Carrizo“-APUs, die erstmals High-End-Technologien ins Midrange-Segment bringen und vor allem in Sachen Leistung und Energieeffizienz einen großen Sprung im Vergleich zur Vorgänger-Generation machen sollen.

Ihren Fokus legt die US-amerikanische Chipschmiede auf Streaming hochauflösender Videos, Office-Arbeiten und Online-Games. AMD visiert mit „Carrizo“ eine Preisklasse bei Notebooks zwischen 400 und 700 US-Dollar an, einem Marktfeld, das eigenen Aussagen zufolge rund 63 Millionen potentielle Kunden umfasst. Über 38 % der Notebook-Käufer sollen sich für ein Gerät zwischen 400 und 700 US-Dollar entscheiden. Bis Ende des Jahres soll etwa jedes zweite von fünf Geräten in dieser Preisklasse verkauft werden.

Während man bei Intel im Mobile-Segment mit „Broadwell“ schon seit einiger Zeit auf den modernen 14-nm-Prozess zurückgreift, setzt man bei „Carrizo“ noch immer auf die 28-nm-Technik. Trotzdem aber will AMD die Effizienz seiner APUs nach „Llano“, „Trinity“, „Richland“, „Kaveri“ und „Beema“ mit der inzwischen schon sechsten Generation deutlich verbessert haben. „Carrizo“ soll die Leistungsaufnahme um bis zu 40 % drücken, dennoch aber bei der Performance um etwa 25 % zulegen. Zwar stieg die Anzahl der Transistoren mit nun 3,1 Milliarden noch einmal um rund 29 % an, trotzdem aber bringt es der Chip auf eine Fläche von weiterhin knapp 245 mm2.

amd carrizo praesentation2 04
Carrizo soll in Notebooks mit der größten Zielgruppe zum Einsatz kommen

Stromsparender CPU-Part

Die neuen „Excavator“-Kerne wurden hierfür nach dem „High Density Library“-Layout neu angeordnet, sodass die Kerne insgesamt 23 % weniger Fläche bei gleichbleibendem Fertigungsverfahren für sich beanspruchen – die Packungsdichte wurde stark vergrößert. Den frei gewordenen Platz ließ AMD allerdings nicht ungenutzt und integrierte erstmals die gesamte Southbridge, weshalb man gerne auch vom ersten richtigen SoC spricht. Aber auch der L1-Cache beansprucht bei „Carizzo“ nun mehr Platz, seine Kapazität steigt je Kern von 16 auf 32 KB und wurde damit im Vergleich zu den „Steamroller“-Kernen verdoppelt und soll dank weiterer Optimierungen kürzere Latenzzeiten erreichen. Die Buffer-Größe für die Sprungvorhersage wurde um 50 % von 512 auf 768 Einträge vergrößert. Den L2-Cache hat man allerdings auf 2 MB halbiert; wie bislang fehlt ein L3-Cache.

Ein Großteil der Einsparungen bei der Leistungsaufnahme geht auf ein überarbeitetes Powermanagement zurück. AMD verwendet hier die sogenannten Voltage Adaptive Operation. Bislang wurde die Spannung aufgrund unvermeidlicher Schwankungen zu Stabilitätszwecken stets etwas höher angesetzt als dies eigentlich notwendig wäre. Bei „Carizzo“ ist dies nicht mehr der Fall. Stattdessen wird die durchschnittliche Spannung leicht reduziert und bei größeren Schwankungen der Kerntakt leicht abgesenkt. Große Leistungseinbußen sind laut AMD allerdings nicht zu befürchten, vielmehr aber lässt sich die Leistungsaufnahme so um 10 bis 20 % drücken. Die Änderung von Spannung und Frequenz findet im Nano-Sekunden bereich statt und wird kontinuierlich überwacht.

amd carrizo praesentation1 08
Die neuen „Excavator“-Kerne bringen zahlreiche Verbesserungen mit sich

Jeder „Excavator“-Kern besitzt zehn sogenannte Adaptive Voltage-Frequenze Scaling Module (AVFS), die Spannung und Taktfrequenz innerhalb der verschiedenen Komponenten des Kerns automatisch anpassen. Dabei spielen auch weitere Faktoren, wie beispielsweise Temperatur und Chipgüte, mit hinein. Hinzukommt ein schnellerer Wechsel zwischen verschiedenen Betriebszuständen. Die neuen „Excavator“-Kerne können vom S0i3-Power-State, bei dem der Kern weniger als 50 mW aufnimmt, binnen weniger Millisekunden in die Volllast wechseln. Außerdem werden beim Soi3-PowerState Teile der APU komplett abgeschaltet.

Neue Stromsparmechanismen wie ein „Inter Frame Power Gating“ finden sich in den neuen „Carrizo“-APUs ebenso. Dabei wird die Grafikeinheit einige Zeit abgeschaltet, wenn der Frame-Buffer vollgelaufen ist. Ein Abschalten im Zeitraum von nur wenigen Millisekunden soll bereits einen erheblichen Teil der Leistungsaufnahme einsparen können. Insgesamt will AMD damit die Leistungsaufnahme im Leerlauf von bislang etwa 4,5 Watt auf nun 2,7 Watt gedrückt haben – die meisten Leistungseinsparen entfallen auf die APU und vor allem auf den Wegfall der Southbridge, schließlich muss der AMD Fusion Controller Hub (FCH) nicht mehr im 65- bzw. 45-nm-Verfahren gefertigt werden und findet nun direkt auf dem Chip der APU seinen Platz.

Wenige Änderungen bei der Grafik

Auf Seiten der Grafikeinheit gibt es hingegen nur wenige architektonische Veränderungen. Sie wurde allerdings durch weitere Optimierungen ebenfalls auf eine höhere Effizienz getrimmt. Der GFX-L2-Cache beträgt nun 512 KB, hinzukommt ein überarbeitetes ISA-Instruction-Set und die GCN-Architektur bekam ein neues Dot-Update spendiert und liegt damit mit „Tonga“ gleichauf und wurde stärker auf HSA optimiert. Volle DirectX12-Unterstützung gibt es ebenso wie weiterhin acht Compute-Cores, welche gelichzeitig die kleinste Einheit bilden.

Eine Compute-Unit besteht aus vier SIMDs mit je 16 ALUs. Im Vollausbau bietet „Carrizo“ wie „Kaveri“ weiterhin 512 Shader-Prozessoren (8 CUs x 4 SIMDs x 16 ALUs). Da an jeden Shadercluster vier Textureinheiten angeschlossen sind, stehen in der Summe 32 TMUs zur Verfügung. Das Speicherinterface weist eine Breite von 128 Bit auf. Ihren Speicher zwackt die Grafiklösung vom Hauptspeicher ab. Der Speichercontroller von „Carrizo“ kommt weiterhin mit 2.133 MHz schnellen DDR3-Speicher im Dual-Channel-Modus zurecht. Laut AMD soll der Chip auch schon DDR4 unterstützen, die Plattform ist darauf allerdings noch nicht ausgelegt.

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"Carrizo" hat einen schnellen und sparsamen Video-Decoder

Dazu gibt es den neuen Unified Video Decoder in Version 6, welcher nun auch mit HEVC/H.265 sowie mit 4K-Content zurechtkommt und etwa 3,5 Mal schneller arbeiten soll als die Vorgänger-Version. Ein passendes Handbrake-Tool will AMD im Übrigen noch im Laufe des Jahres veröffentlichen, intern teste man bereits eine Beta-Version.

Sicherheit ist wichtig

Als Alternative zu Intels Trusted Execution-Technologie integrierte AMD in „Carrizo“ wieder seine TrustZone-Technologie, bei der ein AMD Secure Prozeessor in Form eines ARM-Cortex-A5-Chip zum Einsatz kommt. Aber auch HSA 1.0 wird vollends unterstützt. Vor allem immer wieder hervorgehoben werden zwei Funktionen: „Shared System Memory“ und „Heterogeneous Queuing“. Erstere Technologie schafft einen Speicher, der sowohl von den CPU- wie auch von den GPU-Kernen genutzt werden kann, womit beide Funktionseinheiten immer auf dem neuesten Stand bleiben und ihre Informationen direkt miteinander austauschen können. Ein langwieriges Kopieren der Daten entfällt.

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HSA ist auch bei Carizzo ein großes Thema

Dieser gemeinsame Speicherbereich „hUMA“ ist Grundvoraussetzung für hQ. Bislang galt die CPU als Master-Einheit und war für den kompletten Programmablauf zuständig. Nun soll auch die GPU die CPU direkt mit Jobs füttern können, was beide Funktionseinheiten gleichstellt, sie aber auch unterschiedliche Aufgaben übernehmen lässt. Während sich CPUs besser für serielle Aufgaben eignen, liegen die Stärken einer GPU auf parallelen Rechenaufgaben. Durch die Verteilung dieser verspricht sich AMD eine höhere Effizienz. In Zahlen ausgedrückt: Die neuen „Steamroller“-Kerne sollen eine bis zu 20 % höhere Leistung abliefern als die Vorgänger-Generation. In der Aufgabenteilung zwischen CPU und GPU sowie dem Auslagern parallelisierbarer Prozesse und damit in HSA sieht AMD die Zukunft mit viel Potential.

Die Modellvielfalt von „Carrizo“

Die schnellsten Modelle von Carrizo werden wie schon die Vorgänger-Generation über 12 Compute-Cores verfügen, wobei vier davon dem CPU- und acht den GPU-Part zugeschrieben werden. Ihren Platz werden die neuen APUs im FP4-Package nehmen, auf maximal 512 GCN-Einheiten der dritten Generation zurückgreifen können und einen Speichercontroller für DDR3-Speicher mit einer Geschwindigkeit von bis zu 2.133 MHz im Dual-Channel-Betrieb zur Seite gestellt bekommen. Anschlussseitig sollen die neuen APUs mit drei Displays umgehen können, True-Audio-Support, HSA-1.0-Unterstützung und den oben genannten Security-Features aufwarten können. Wer als Notebook-Hersteller eine diskrete Grafiösung zusätzlich zur Seite stellen möchte, für den bietet "Carrizo" bis bis zu acht PCI-Express-3.0-Lanes.

amd carrizo praesentation2 14
Carrizo ermöglicht unterschiedlcihe TDP-Stufen

Die Leistungsaufnahme, dann aber auch die Performance, kann bei den Topmodellen über das BIOS aber von den Notebookherstellern limitiert werden, was auch der Akkulaufzeit zugute kommt – ähnlich wie das beispielweise auch schon beim AMD A10-7800 der Fall war. "Carrizo" gibt es zum Start mit einer maximalen Leistungsaufnahme von 35 Watt und geht bis runter von 15 Watt. Die neuen APUs sollen als AMD-FX-, A10- und A8-Modelle auf den Markt kommen. Nähere Angaben zu den einzelnen Taktraten und Unterschiede nannte AMD noch nicht.

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Kommentare (63)

#54
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Admiral
Beiträge: 10974
Was verstehst du denn unter "Darauf hinarbeiten" ?
Ich verstehe darunter, das AMD ständig versucht ihre APU,s zu verbessern, aus CPU und GPU Sicht.
Daher verstehe ich gerade echt nicht was du meinst :D
#55
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Wien
Flottillenadmiral
Beiträge: 5532

Danke für den Link.
Sieht recht realistisch aus was da so auf den Folien zu sehen ist. Was ich nur etwas komisch finde ist daß bei der Summit Ridge Plattform (also Zen) nur was von x16 PCI-E 3.0 steht? (die 4 Lanes für den M.2 Sockel für NVMe mal weggerechnet) Meint Ihr bedeutet das daß Zen auf der Plattform nur 16 Lanes hat oder generell die Zen CPU nur so wenig hat? Lt. früheren Gerüchten hieß es ja daß Zen da deutlich mehr haben wird bzw. kann?
Ist dann vielleicht nur den Serverablegern (mit eigenem Sockel?) vorbehalten :(

Zitat Nighteye;23574917

Also im Juli/August kommt Excavator für AM4. Schade das es so spät ist, sonnst wären die für mich Interessant gewesen.

Naja ich glaube nicht daß Excavator für Dich so interessant gewesen wäre bzw. sein wird. So viel schneller als Dein alter FX wird die APU mit Excavator Kernen auch nicht sein und gleich viel Kerne wie Dein FX-4100 bieten. Die Grafikeinheit der APU mag zwar moderner sein als Deine GTX 570 aber bestimmt auch nicht schneller (eher langsamer).
Und nachdem Du ja auch oft und gerne über Star Citizen sprichst glaube ich auch daß so eine APU dafür bestimmt nicht ideal ist.

Also an Deiner Stelle entweder in den sauren Apfel beissen und bis Q4 2016 auf Zen warten oder zwischenzeitlich auf irgendeine Intel Sache umsteigen (flotte gebrauchte Sockel 1155 oder 1150 Lösungen gibt es schon einige recht günstig)

Zitat mr.dude;23577101
Auf den Folien steht allerdings nichts von AM4, sondern FM3. Und FM3 gibt's bekanntlich nicht. Gut möglich, dass die Folien veraltet und nicht mehr gültig sind.

Das steht eh auch in den News daß die nicht mehr die aktuellsten sind und dort noch von FM3 gesprochen wurde (was ja zuvor als neuer Sockelname für die xxx Ridge Plattformen angedacht war). Ist ja noch nicht so lange her daß AMD sich da mal gemeldet hat und gemeint hat daß der doch AM4 heißen wird.
AMD soll endlich mal aktuelle offizielle Roadmaps rausrücken. Schon klar daß sich dort bei AMD bestimmt einiges tut nach diversen firmentechnischen Änderungen, aber eine ungefähre Roadmap mit vielleicht ein paar Namen wäre nicht schlecht, auch wenn sich diese noch ändern könnte.

Zitat Nighteye;23578309
Was verstehst du denn unter "Darauf hinarbeiten" ?
Ich verstehe darunter, das AMD ständig versucht ihre APU,s zu verbessern, aus CPU und GPU Sicht.
Daher verstehe ich gerade echt nicht was du meinst :D

Ich glaube er meint daß "darauf hinarbeiten" schwer ist weil sich das Ziel auch ständig weiterentwickelt und voranschreitet. Sprich wenn sich jetzt AMD als Ziel setzt auf Intels aktueller Architektur "hinzuarbeiten", das finale AMD Produkt aber lt. Gerüchten erst frühestens in einem Jahr kommt müsste AMD eigentlich auf das Ziel von Intel in 1 Jahr hinarbeiten um leistungsmäßig konkurrenzfähig zu sein.
Falls nicht müssen sie halt wieder preislich attraktiver werden oder andere Vorzüge haben um Kunden zu gewinnen.

Generell glaube ich daß es genau wie aktuell bei den GPUs es bei den CPUs ähnlich sein wird. AMDs Zen wird (hoffentlich) schnell und gut und wird +/- mit den Intels im gleichen Preissegment auf liegen. Das war eigentlich schon immer so (Ausnahme irgendwelche Extreme Editions oder Sondermodelle). Auch die allerersten Bulldozer waren unterm Strich nicht viel schlechter als die Sandy Bridge damals. Weniger Single Threaded Leistung und etwas mehr Verbrauch, aber eine gute Multi Threaded Leistung und preislich interessant um viele Kerne für wenig Geld zu bekommen. Wenn eine Architektur schwächer ist als die der Konkurrenz dann schraubt man halt an den Taktraten bzw. am Preis etc.
Zu Pentium 4 und Athlon 64 Zeiten war es ja ähnlich, da konnte Intel auch nur durch Takt mithalten. Zu K6-2 und Pentium II/III Zeiten ebenfalls - AMD bot hier mehr MHz für weniger Preis weil wenn gleichgetaktet war der K6-2 so gut wie immer langsamer. Usw.

Bei den GPUs ist das Spiel ja auch immer ein hin und ein her.
#56
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Admiral
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Hast wohl recht das ein Excavator kein Sinnvolles Upgrade ende 2016 darstellt. Aber zwischenzeitlich auf einen gebrauchten Haswell oder so, um dann auf Zen 8 Core zu gehen, lohnt sich auch nicht so wirklich finde ich.
Der FX ist noch gut genug, aber ich lege zz mehr Wert auf Effizienz als in der Vergangenheit durch die steigenden Strompreise.
Daher wäre ein Cannonlake i5 mit OC [U]ohne overvolting[/U] (sollte bis 3,8-4,0 ghz drin sein) ende 2016 wohl viel sinniger für mich, vorallem da dieser für SC aussreichen sollte bei 3,8ghz oder was auch immer die Default haben werden.
#57
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Zitat Nighteye;23584180
Hast wohl recht das ein Excavator kein Sinnvolles Upgrade ende 2016 darstellt. Aber zwischenzeitlich auf einen gebrauchten Haswell oder so, um dann auf Zen 8 Core zu gehen, lohnt sich auch nicht so wirklich finde ich.
Der FX ist noch gut genug, aber ich lege zz mehr Wert auf Effizienz als in der Vergangenheit durch die steigenden Strompreise.
Daher wäre ein Cannonlake i5 mit OC [U]ohne overvolting[/U] (sollte bis 3,8-4,0 ghz drin sein) ende 2016 wohl viel sinniger für mich, vorallem da dieser für SC aussreichen sollte bei 3,8ghz oder was auch immer die Default haben werden.


Mein größter Wunsch, obwohl ich Carrizo sehr gut finde wäre ein FX8370e im FM2+ Package, verdammt. Mit DX12 ausreichend bis Zen kommt. Warum bringen Sie sowas nicht!?
#58
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Zitat madpenguin;23588326
Mein größter Wunsch, obwohl ich Carrizo sehr gut finde wäre ein FX8370e im FM2+ Package, verdammt. Mit DX12 ausreichend bis Zen kommt. Warum bringen Sie sowas nicht!?


die werden sich wahrscheinlich auf zen konzentrieren, selbst 10% mehr Perofrmance würde nicht mehr soviel ändern.
#59
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Ich finde es auch sehr schade das auf der FM2+ Plattform nicht mehr kommt. Nutze den 860K und meiner meinung nach der beste CPU den ich die letzten 15 Jahre hatte. Super günstig OC wie blöde und die Boards für FM2+ lassen keine wünsche offen. Hier ein 6 Kerner wäre absolut super.
#60
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Gibts eig schon Notebooks mit Carrizo ? Hab bei geizhals keine gefunden.
#61
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Zitat Nighteye;23599377
Gibts eig schon Notebooks mit Carrizo ? Hab bei geizhals keine gefunden.


Acer Aspire E15 E5-552G-F4JX | Acer on-line obchod


http://www.notebookcheck.com/fileadmin/_processed_/csm_carrizo_3dm11p_reference_c65dfc948f.png
#62
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Admiral
Beiträge: 10974
gibts auch eine Maschine für unter 700€ ? suche eher was im 500€ Sektor.

Achja ne frage. Wenn dabei steht "AMD Radeon™ R7 M360 ", bezieht sich das dann auf die APU ?
#63
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Zitat Nighteye;23602395
gibts auch eine Maschine für unter 700€ ? suche eher was im 500€ Sektor.

Achja ne frage. Wenn dabei steht "AMD Radeon™ R7 M360 ", bezieht sich das dann auf die APU ?


ich glaub bis das in Deutschland verfügbar ist dauert das etwas. Die m360 dürfte ein dezidierter Grafikchip sein, es lassen sich dann beide Grafikeinheiten nutzen.

http://www.anandtech.com/show/9236/amd-announces-radeon-m300-series-notebook-video-cards
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