Excavadora (microarquitectura)
Microarquitectura de AMD
Excavadora – Familia 15h (4.ª generación)
información general
Lanzado2 de junio de 2015 ; hace 9 años [1] ( 2 de junio de 2015 )
Fabricante común
Arquitectura y clasificación
Nodo tecnológicoSilicio a granel de 28 nm (GF28A) [2]
Conjunto de instruccionesAMD64 ( x86-64 )
Especificaciones físicas
Zócalos
Productos, modelos, variantes
Nombres básicos
  • Carrizo
  • Cresta de Bristol
  • Cresta de piedra
Historia
PredecesorSteamroller – Familia 15h (3.ª generación)
Sucesorzen
Estado de soporte
iGPU no compatible

AMD Excavator Family 15h es una microarquitectura desarrollada por AMD para reemplazar a Steamroller Family 15h y usarse en procesadores APU de AMD y CPU normales. El 12 de octubre de 2011, AMD reveló que Excavator era el nombre en código del núcleo derivado de Bulldozer de cuarta generación .

La APU basada en Excavator para aplicaciones generales se llama Carrizo y se lanzó en 2015. [3] [4] La APU Carrizo está diseñada para ser compatible con HSA 1.0 . [5] También se produjo una variante de CPU y APU basada en Excavator llamada Toronto para los mercados de servidores y empresariales. [6]

Excavator fue la revisión final de la familia "Bulldozer" , con dos nuevas microarquitecturas que reemplazaron a Excavator un año después. [7] [8] Excavator fue reemplazada por la arquitectura Zen x86-64 a principios de 2017. [9] [10]

Arquitectura

Excavator agregó soporte de hardware para nuevas instrucciones como AVX2 , BMI2 y RDRAND . [11] Excavator está diseñado utilizando bibliotecas de alta densidad (también conocidas como "Thin") normalmente utilizadas para GPU para reducir el consumo de energía eléctrica y el tamaño de la matriz, lo que ofrece un aumento del 30 por ciento en el uso eficiente de la energía . [12] Excavator puede procesar hasta un 15% más de instrucciones por reloj en comparación con el núcleo anterior Steamroller de AMD. [13]

El Fusion Controller Hub de AMD ha sido descontinuado desde el lanzamiento de la serie de CPU Carrizo, ya que ha sido integrado en la misma matriz que el resto de la CPU. [14]

Características y ASIC

La siguiente tabla muestra las características de los procesadores AMD con gráficos 3D, incluidas las APU (ver también: Lista de procesadores AMD con gráficos 3D ).

[  Editor visual  ]
PlataformaPotencia alta, estándar y bajaConsumo bajo y ultrabajo
Nombre en claveServidorBásicoToronto
MicroKioto
De oficinaActuaciónRafaelFénix
Corriente principalLlanoTrinidadTierra ricaKaveriKaveri Refresh (Godavari)CarrizoCresta de BristolCresta del cuervoPicassoRenoirCézanne
Entrada
BásicoCabañaDalí
MóvilActuaciónRenoirCézanneRembrandtCordillera del Dragón
Corriente principalLlanoTrinidadTierra ricaKaveriCarrizoCresta de BristolCresta del cuervoPicassoRenoir
Lucienne		Cézanne
Barceló		Fénix
EntradaDalíMendocino
BásicoDesna, Ontario, ZacateCabaña, TemashBeema, MullinsCarrizo-LCresta de piedraAbadejo
IncorporadoTrinidadÁguila calvaHalcón Merlín ,
Halcón Pardo		Búho cornudoHalcón grisOntario, ZacateCabañaÁguila esteparia , águila coronada ,
familia LX		Halcón de la praderaCernícalo bandeadoHalcón de río
LiberadoAgosto de 2011Octubre de 2012Junio ​​de 2013Enero de 20142015Junio ​​de 2015Junio ​​de 2016Octubre de 2017Enero de 2019Marzo de 2020Enero de 2021Enero de 2022septiembre 2022Enero de 2023Enero de 2011Mayo de 2013Abril de 2014Mayo de 2015Febrero de 2016Abril de 2019Julio de 2020Junio ​​de 2022Noviembre de 2022
Microarquitectura de CPUK10Martillo de hincarApisonadoraExcavador"Excavadora+" [15]zenZen+Zen 2Zen 3Zen 3+Zen 4Gato montésJaguarPumaPuma+ [16]"Excavadora+"zenZen+" Zen 2+ "
Es unx86-64 versión 1x86-64 versión 2x86-64 versión 3x86-64 versión 4x86-64 versión 1x86-64 versión 2x86-64 versión 3
EnchufeDe oficinaActuación—AM5——
Corriente principal—AM4——
EntradaFM1FM2FM2+FM2+ [a] , AM4AM4—
Básico——AM1—FP5—
OtroFS1FS1+ , FP2FP3FP4FP5FP67PMFL1FP7
FP7r2
FP8		?FT1FT3FT3bFP4FP5FT5FP5FT6
Versión PCI Express2.03.04.05.04.02.03.0
CXL——
Fab. ( nm )GF 32SHP
( Inversión pública de Hong Kong )		GF 28SHP
(HKMG a granel)		GF 14LPP
( FinFET a granel)		GF 12LP
(FinFET a granel)		TSMC N7
(FinFET a granel)		TSMC N6
(FinFET a granel)		CCD: TSMC N5
(FinFET a granel)
cIOD: TSMC N6
(FinFET a granel)		TSMC 4 nm
(FinFET a granel)		TSMC N40
(a granel)		TSMC N28
(granel de HKMG)		GF 28SHP
(HKMG a granel)		GF 14LPP
( FinFET a granel)		GF 12LP
(FinFET a granel)		TSMC N6
(FinFET a granel)
Área de la matriz (mm 2 )228246245245250210 [17]156180210CCD: (2x) 70
cd/m2: 122		17875 (+ 28 FCH )107?125149~100
TDP mínimo (W)351712101565354.543,95106128
TDP máximo de la APU (W)10095654517054182565415
Reloj base máximo de la APU de serie (GHz)33.84.14.13.73.83.63.73.84.03.34.74.31,752.222.23.22.61.23.352.8
Máximo de APU por nodo [b]11
Número máximo de núcleos por CPU1211
CCX máximo por núcleo1211
Máximo de núcleos por CCX482424
Máximo de núcleos de CPU [c] por APU481682424
Máximo de subprocesos por núcleo de CPU1212
Estructura de canalización de números enteros3+32+24+24+2+11+3+3+1+21+1+1+12+24+24+2+1
i386, i486, i586, CMOV, NOPL, i686, PAE , NX bit , CMPXCHG16B, AMD-V , RVI , ABM y LAHF/SAHF de 64 bitsSíSí
IOMMU [d]—versión 2versión 1versión 2
BMI1 , AES-NI , CLMUL y F16CSí—Sí
MOVIMIENTO—Sí
AVIC , BMI2 , RDRAND y MWAITX/MONITORX—Sí
SME [e] , TSME [e] , ADX , SHA , RDSEED , SMAP , SMEP , XSAVEC, XSAVES, XRSTORS, CLFLUSHOPT, CLZERO y PTE Coalescente—Sí—Sí
GMET , WBNOINVD, CLWB, QOS, PQE-BW, RDPID, RDPRU y MCOMMIT—Sí—Sí
MPK , VAES—Sí—
SGX——
FPU por núcleo10,5110,51
Tuberías por FPU22
Ancho de la tubería FPU128 bits256 bits80 bits128 bits256 bits
Conjunto de instrucciones de CPU nivel SIMDSSE4a [f]AVXAVX2AVX-512ESSE3AVXAVX2
¡3DAhora!¡3DAhora!+——
PREFETCH/PREFETCHWSíSí
GFNI—Sí—
AMX—
FMA4 , LWP, TBM y XOP—Sí——Sí—
FMA3SíSí
XADN de AMD—Sí—
Caché de datos L1 por núcleo (KiB)64163232
Asociatividad de caché de datos L1 (vías)2488
Cachés de instrucciones L1 por núcleo10,5110,51
Máximo total de caché de instrucciones L1 de APU (KiB)2561281922565122566412896128
Asociatividad de la caché de instrucciones L1 (vías)23482348
Cachés L2 por núcleo10,5110,51
Máxima cantidad total de caché L2 de APU (MiB)424161212
Asociatividad de caché L2 (vías)168168
Caché L3 integrado máximo por CCX (MiB)—41632—4
Máximo V-Cache 3D por CCD (MiB)—64——
Máximo total de caché L3 en CCD por APU (MiB)4816644
Máx. V-Cache 3D total por APU (MiB)—64——
Máxima memoria caché L3 de la placa por APU (MiB)——
Máximo total de caché L3 por APU (MiB)48161284
Asociatividad de caché L3 de APU (vías)1616
Esquema de caché L3VíctimaVíctima
Máx. caché L4——
Compatibilidad máxima con DRAM de serieDDR3-1866​DDR3-2133DDR3-2133 , DDR4-2400DDR4-2400DDR4-2933DDR4-3200 , LPDDR4-4266DDR5-4800 , LPDDR5-6400​DDR5-5200​DDR5-5600 , LPDDR5x -7500DDR3L -1333DDR3L-1600DDR3L-1866DDR3-1866 , DDR4-2400DDR4-2400DDR4-1600DDR4-3200LPDDR5-5500
Máximo de canales DRAM por APU21212
Ancho de banda máximo de DRAM (GB/s) por APU29.86634.13238.40046.93268.256102.40083.200120.00010.66612.80014.93319.20038.40012.80051.20088.000
Microarquitectura de GPUTeraScale 2 (VLIW5)TeraScale 3 (VLIW4)GCN 2da generaciónGCN de tercera generaciónGCN 5ta generación [18]ADNr 2ADNr 3TeraScale 2 (VLIW5)GCN 2da generaciónGCN 3ra generación [18]GCN 5ta generaciónADNr 2
Conjunto de instrucciones de la GPUConjunto de instrucciones de TeraScaleConjunto de instrucciones GCNConjunto de instrucciones RDNAConjunto de instrucciones de TeraScaleConjunto de instrucciones GCNConjunto de instrucciones RDNA
Reloj base de GPU de serie máximo (MHz)60080084486611081250140021002400400538600?847900120060013001900
GFLOPS base de GPU de serie máximos [g]480614.4648.1886.71134.517601971.22150.43686.4102.486???345.6460.8230.41331.2486,4
Motor 3D [h]Hasta 400:20:8Hasta 384:24:6Hasta 512:32:8Hasta 704:44:16 [19]Hasta 512:32:8768:48:8128:8:480:8:4128:8:4Hasta 192:12:8Hasta 192:12:4192:12:4Hasta 512:?:?128:?:?
IOMMUv1IOMMUV2IOMMUv1?IOMMUV2
Descodificador de vídeoUVD3.0UVD 4.2UVD6.0VCN 1.0 [20]VCN 2.1 [21]VCN 2.2 [21]VCN 3.1?UVD3.0UVD 4.0UVD 4.2UVD6.0UVD6.3VCN 1.0VCN 3.1
Codificador de vídeo—VCE 1.0VCE 2.0VCE 3.1—VCE 2.0VCE 3.1
Movimiento fluido AMDNoSíNoNoSíNo
Ahorro de energía de la GPUJuego de poderSintonizador de potenciaJuego de poderPotenciaTune [22]
Audio verdadero—Sí[23]?—Sí
Sincronización gratuita1
2		1
2
HDCP [i]?1.42.22.3?1.42.22.3
Listo para jugar [i]—3.0 aún no—3.0 aún no
Pantallas compatibles [j]2–32–433 (computadora de escritorio)
4 (móvil, integrado)		42344
/drm/radeon[k] [25] [26]Sí—Sí—
/drm/amdgpu[k] [27]—Sí[28]—Sí[28]
  1. ^ Para los modelos de excavadoras FM2+: A8-7680, A6-7480 y Athlon X4 845.
  2. ^ Una PC sería un nodo.
  3. ^ Una APU combina una CPU y una GPU. Ambas tienen núcleos.
  4. ^ Requiere soporte de firmware.
  5. ^ ab Requiere soporte de firmware.
  6. ^ Sin SSE4. Sin SSSE3.
  7. ^ El rendimiento de precisión simple se calcula a partir de la velocidad del reloj del núcleo base (o aumentada) en función de una operación FMA .
  8. ^ Sombreadores unificados  : unidades de mapeo de texturas  : unidades de salida de renderizado
  9. ^ ab Para reproducir contenido de video protegido, también se requiere compatibilidad con tarjeta, sistema operativo, controlador y aplicaciones. Para esto también se necesita una pantalla compatible con HDCP. HDCP es obligatorio para la salida de ciertos formatos de audio, lo que impone restricciones adicionales a la configuración multimedia.
  10. ^ Para alimentar más de dos pantallas, los paneles adicionales deben tener soporte nativo para DisplayPort . [24] Alternativamente, se pueden emplear adaptadores activos de DisplayPort a DVI/HDMI/VGA.
  11. ^ab DRM ( Direct Rendering Manager ) es un componente del núcleo de Linux. La compatibilidad que se muestra en esta tabla se refiere a la versión más actual.

Procesadores

Líneas APU

Hay tres líneas de APU anunciadas o lanzadas:

  1. Mercados económicos y generales (de escritorio y móviles): APU Carrizo
    • Las APU móviles Carrizo se lanzaron en 2015 basadas en núcleos Excavator x86 y con una arquitectura de sistema heterogénea para compartir tareas integradas entre CPU y GPU, lo que permite que una GPU realice funciones de cómputo que, según se afirma, proporcionan mayores aumentos de rendimiento que reducir el tamaño de la función por sí sola. [5]
    • Las APU de escritorio Carrizo se lanzaron en 2018. El producto principal (A8-7680) tiene 4 núcleos Excavator y una GPU basada en la arquitectura GCN1.2. Además, también se lanzó una APU de nivel de entrada (A6-7480) con 2 núcleos Excavator.
  2. Mercados económicos y generales (de escritorio y móviles): Bristol Ridge y Stoney Ridge (para portátiles de nivel de entrada), APU [29]
    • Las APU de Bristol Ridge utilizan socket AM4 y RAM DDR4
    • Las APU Bristol Ridge tienen hasta 4 núcleos de CPU Excavator y hasta 8 núcleos de GPU GCN de tercera generación
    • Hasta un 20% más de rendimiento de la CPU en comparación con Carrizo
    • TDP de 15 W a 65 W, 15–35 W para dispositivos móviles
  3. Mercados empresariales y de servidores: APU de Toronto
    • La APU de Toronto para los mercados de servidores y empresas incluyó cuatro módulos de núcleo de CPU x86 Excavator y un núcleo de GPU integrado Volcanic Islands .
    • Los núcleos de Excavator tienen una mayor ventaja con IPC que Steamroller . La mejora es de entre el 4 y el 15 %.
    • Compatibilidad con HSA / hUMA , DDR3 / DDR4 , PCIe 3.0 , GCN 1.2 [5] [6] [10]
    • La APU de Toronto estaba disponible en variantes BGA y SoC . La variante SoC tenía el puente sur en la misma matriz que la APU para ahorrar espacio y energía y optimizar las cargas de trabajo.
    • Un sistema completo con una APU de Toronto tendría un consumo máximo de energía de 70 W. [6]

Líneas de CPU para escritorio

No hay CPU construidas sobre arquitecturas Steamroller ( Bulldozer de tercera generación ) o Excavator (Bulldozer de cuarta generación) en plataformas de escritorio de alta gama.

El 2 de febrero de 2016 se anunció la CPU para equipos de escritorio Excavator, denominada Athlon X4 845. [30] En 2017, se lanzaron tres CPU para equipos de escritorio más (Athlon X4 9x0). Vienen en Socket AM4, con un TDP de 65 W. De hecho, son APU con sus núcleos gráficos deshabilitados.

Lista de CPU para excavadoras de escritorio
Marca

Nombre

Modelo

Número

Código

Nombre

Frecuencia (GHz)NúcleosTDP

(Mi)

EnchufeCachePCI Express 3.0IPC relativoBloqueado
BaseTurboL1DL2
Athlon X4845Carrizo3.53.8465FM2+4x

32 KB

2x

1 MB

x81.0Sí
940Cresta de Bristol3.23.6AM4x161.1No
9503.53.8
9703.84.0

Líneas de servidor

Las hojas de ruta de AMD Opteron para 2015 muestran la APU Toronto basada en Excavator y la CPU Toronto diseñadas para aplicaciones de clúster de 1 procesador (1P): [6]

  • Para clústeres de servicios empresariales y web 1P:
    • CPU de Toronto : arquitectura de excavadora x86 de cuatro núcleos
    • Planes para la CPU Cambridge : núcleo AArch64 de 64 bits
  • Para clústeres de medios y computación 1P:
    • APU de Toronto : arquitectura de excavadora x86 de cuatro núcleos
  • Para servidores 2P/4P:
    • CPU de Varsovia : Piledriver x86 de 12/16 núcleos (Bulldozer de segunda generación) ( Opteron 6338P y 6370P )
    • No hay planes para arquitecturas Steamroller ( Bulldozer de tercera generación ) o Excavator (Bulldozer de cuarta generación) en plataformas multiprocesador de alta gama

Referencias

  1. ^ "Computex 2015: AMD lanza los procesadores Carrizo Serie A". ZDNet .
  2. ^ "Una filtración de AMD confirma que la APU Excavator será de 28 nm y que parte de la producción se trasladará a GlobalFoundries - ExtremeTech". www.extremetech.com .
  3. ^ Reynolds, Sam (31 de octubre de 2013). "Nuevos detalles confirmados sobre la línea de APU de AMD para 2014, Kaveri retrasado". Vr-zone.com. Archivado desde el original el 25 de enero de 2014. Consultado el 24 de noviembre de 2013 .
  4. ^ "AMD actualiza su hoja de ruta de productos para 2014 y 2015". Digitimes.com. 26 de agosto de 2013. Consultado el 24 de noviembre de 2013 .
  5. ^ abc Hachman, Mark (21 de noviembre de 2014). "AMD revela la APU 'Carrizo' de gama alta, el primer chip que adopta por completo la audaz tecnología HSA". PCWorld . Consultado el 15 de enero de 2015 .
  6. ^ abcd Mujtaba, Hassan (26 de diciembre de 2013). "La hoja de ruta de AMD Opteron revela detalles de la próxima generación de APU Toronto y Carrizo". WCCF Tech . Consultado el 15 de enero de 2015 .
  7. ^ "AMD insinúa una arquitectura Zen x86 de alto rendimiento | bit-tech.net". bit-tech.net .
  8. ^ "AMD presentará una nueva microarquitectura de alto rendimiento en 2015 – Informe – X-bit labs". Archivado desde el original el 13 de mayo de 2014. Consultado el 22 de mayo de 2014 .
  9. ^ Moammer, Khalid (9 de septiembre de 2014). "El núcleo de alto rendimiento x86 de próxima generación de AMD es Zen". WCCF Tech . Consultado el 15 de enero de 2015 .
  10. ^ ab Mujtaba, Hassan (5 de mayo de 2014). "AMD anuncia hoja de ruta 2014-2016: Project SkyBridge de 20 nm y núcleos ARM K12 de 64 bits para 2016". WCCF Tech . Consultado el 15 de enero de 2015 .
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  13. ^ Mujtaba, Hassan (26 de agosto de 2015). "AMD detalla el diseño de eficiencia energética de las APU Carrizo en Hot Chips 2015: diseño de alta densidad de 28 nm con 3100 millones de transistores y matriz de 250 mm2".
  14. ^ "AMD en ISSCC 2015: Detalles de Carrizo y Excavadora".
  15. ^ "AMD anuncia la séptima generación de APU: Excavator mk2 en Bristol Ridge y Stoney Ridge para portátiles". 31 de mayo de 2016. Consultado el 3 de enero de 2020 .
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  22. ^ Tony Chen; Jason Greaves, "Arquitectura Graphics Core Next (GCN) de AMD" (PDF) , AMD , consultado el 13 de agosto de 2016
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  30. ^ Jeff Kampman (2 de febrero de 2016). "AMD lleva la excavadora al escritorio con el Athlon X4 845".
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