Одним из пионеров в сегменте экономичных систем начального уровня была компания Intel, представившая в конце 2009 года свои энергоэффективные процессоры Atom семейства Pine Trail-D. Правда, из-за крайне низкого быстродействия встроенного графического ядра и ограниченного набора функций расширения данные продукты нашли применения лишь в «тонких клиентах» да офисных «печатных машинках». «Заклятый друг» — компания Advanced Micro Devices выпустила свою экономичную платформу Brazos спустя почти год. Гибридные процессоры AMD E-Series для настольных систем задали новый уровень производительности, а концепция интеграции на кристалл CPU графического ускорителя получила свое дальнейшее развитие, венцом которого стали десктопные APU Kaveri, анонсированные в начале 2014 года. Вместе с тем, в продуктовой линейке энергоэффективных продуктов долгое время присутствовали различные модификации на платформе Brazos, которые со временем перестали отвечать возросшим требованиям быстродействия. Понимая это, AMD подготовила долгожданную замену, представив в мае 2013 года гибридные процессоры Kabini для бюджетных ноутбуков. Следующим логичным шагом стала адаптация этой архитектуры для неттопов и других экономичных систем, воплотившаяся в недавнем анонсе гибридных процессоров AMD для платформы AM1, вместе с которым чипмейкер дал второе дыхание бюджетным брендам Athlon и Sempron. Сегодня вашему вниманию предлагается обзор APU Athlon 5350 — старшей модели энергоэффективных APU Kabini.
Архитектура APU Kabini
Как вы наверняка помните, гибридные процессоры AMD имеют в своем составе не только вычислительные ядра, встроенный северный мост и контроллер шины PCI Express, но и графический акселератор. И все-таки, для полноценной работы с периферией и устройствами ввода-вывода требуется системная логика. В APU Kabini чипмейкер пошел еще дальше, разместив чипсет на полупроводниковом кристалле, то есть произошло превращение гибридных процессоров в SoC (System-on-a-Chip) — «система на чипе» или «однокристальная система». Конечно, размещение на кремниевой подложке дополнительных узлов не могло не сказаться на размерах ядра, но благодаря использованию 28-нм технологического производства 914 млн. транзисторов удалось уместить на площади всего 105 кв. мм. Для сравнения, новейшие гибридные процессоры Kaveri, также изготовленные с применением 28-нм процесса производства, имеют площадь кристалла 245 кв.мм и насчитывают целых 2410 млн. полупроводников. При хорошем соотношении выхода годных чипов это дает производителю достаточный запас эластичности для формирования розничной цены APU Kabini.
Несмотря на рыночное позиционирование, аналогичное с энергоэффективными APU первого поколения, близкого родства между Zacate и Kabini не наблюдается. Новинка имеет в своем составе от двух до четырех вычислительных ядер с микроархитектурой Jaguar, использующих общую кэш-память второго уровня емкостью от 1 МБ до 2 МБ, тогда как их предшественники включали максимум два вычислительных узла, основанных на дизайне Bobcat. Причины, по которым AMD пришлось внедрять новую микроархитектуру и отказываться от использования вычислительных модулей Steamroller отлично демонстрирует следующая иллюстрация. Выходит, что один двухъядерный вычислительный модуль, используемый в APU Kaveri, занимает столько же места, как и четыре ядра экономичных AMD Kabini.
В состав каждого процессорного ядра Jaguar входит по одному целочисленном блоку (ALU) и модулю вычислений с плавающей точкой (FPU), и 64 КБ кэша L1 для инструкций и данных. По сравнению с Zacate работа предсказателя ветвлений была оптимизирована для уменьшения числа ошибочно предсказанных переходов, а декодер инструкций получил больший буфер, что увеличило его быстродействие. Блок FPU стал 128-битным, появилась поддержка векторных инструкций AVX 256b, а модуль целочисленных вычислений обзавелся умением работать с расширениями SSE4.1 и SSE4.2.
Встроенное в экономичные APU Kabini графической ядро Radeon R3 Series имеет самую современную графическую архитектуру GCN, которая используется в гибридных процессорах Kaveri и дискретных видеокартах AMD 8-й серии. Графический ускоритель состоит из двух вычислительных модулей GCN, каждый из которых насчитывает по 64 потоковых процессора и восемь текстурных юнитов, а также Render Backend, который содержит четыре блока растеризации. Кроме того, в состав видеоядра входит командный процессор и четыре модуля ACE (Asynchronous Compute Engines), отвечающие за распределение заданий при выполнении гетерогенных вычислений. Для аппаратной обработки видеопотока имеются блоки VCE (Video Codec Engine) и UVD (Unified Video Decoder), позволяющие APU Kabini справляться с обработкой видеопотока Full HD с минимальными затратами электроэнергии. Также, с их помощью при поддержке программного обеспечения реализуется улучшение выводимого изображения: уменьшение дрожания в мелки деталях, избавление от артефактов компрессии и динамическое управление контрастностью. Наконец, встроенный контроллер вывода обеспечивает одновременную работу с двумя мониторами, поддержку разрешения 4К и передачу изображения по беспроводному протоколу Wireless Display.
В отличие от гибридных процессоров Kaveri новинка, увы, не имеет поддержки hUMA (heterogeneous Memory Unified Access) и hQ (heterogeneous Queue), которые дают равноправный доступ к оперативной памяти и позволяют гибко распределять нагрузку между графическими и процессорными ядрами. Что касается контроллера ОЗУ, то присутствует поддержка одноканальной DDR3 c рабочей частотой 1600 МГц. Последний факт настораживает, поскольку ограничение пропускной способности оперативной памяти может негативно сказаться на производительности видеоподсистемы. Так ли это — покажут тесты, а пока, предлагаю рассмотреть особенности платформы AMD Socket AM1.
Платформа Socket AM1
Гибридные процессоры Kabini получили новое конструктивное исполнение Socket AM1. Ни механически, ни электрически этот разъем не совместим с актуальными платформами AMD Socket AM3+, Socket FM2 и Socket FM2+, хотя имеет схожее с ними строение.
Новая платформа использует оригинальную систему крепления кулеров, что делает невозможной установки огромного количества систем охлаждения, выпущенных для процессоров AMD за последние несколько лет. Впрочем, благодаря небольшому тепловыделению и сомнительным перспективам разгона APU Kabini снижаются требования к эффективности охладителя, и монструозные конструкции с тепловыми трубками, скорее всего, не потребуются.
Как уже было сказано новые энергоэффективные Athlon и Sempron являются однокристальными системами, которые обходятся без южного моста, отчего платформа AMD Socket AM1 выглядит не совсем привычно.
APU Kabini позволяют реализовать два порта USB 3.0 и восемь интерфейсов USB 2.0, пару каналов SATA 6 Гбит/с, правда, без поддержки RAID. Гибридный процессор обеспечивает восемь линий PCI Express 2.0, из которых четыре предлагается использовать для работы дополнительных контроллеров, а к оставшимся можно подключить дискретную видеокарту. В итоге, функциональность такого решения полностью соответствует требованиям, которые предъявляются к современным энергоэффективным системам, предназначенным для использования в составе неттопов. При необходимости возможности можно расширить путем подключения дополнительных контроллеров с интерфейсом PCI-E.
На момент анонса модельный ряд гибридных процессоров Kabini состоит из четырех моделей, которые отличаются не только тактовыми частотами, но и количеством функциональных узлов. Спецификации новинок представлены в следующей таблице:
| Процессор | Athlon 5350 | Athlon 5150 | Sempron 3850 | Sempron 2650 |
| Ядро | Kabini | Kabini | Kabini | Kabini |
| Разъем | AM1 | AM1 | AM1 | AM1 |
| Техпроцесс, нм | 28 | 28 | 28 | 25 |
| Число ядер | 4 | 4 | 4 | 2 |
| Номинальная частота, МГц | 2050 | 1600 | 1300 | 1450 |
| L1-кэш, Кбайт | 32 x 4 + 32 x 4 | 32 x 4 + 32 x 4 | 32 x 4 + 32 x 4 | 32 x 2 + 32 x 2 |
| L2-кэш, Мбайт | 2 | 2 | 2 | 1 |
| Графическое ядро | Radeon R3 series | Radeon R3 series | Radeon R3 series | Radeon R3 series |
| Число унифицированных шейдерных процессоров | 128 | 128 | 128 | 128 |
| Частота графического ядра, МГц | 600 | 600 | 450 | 400 |
| Поддерживаемый тип памяти | DDR3-1600 | DDR3-1600 | DDR3-1600 | DDR3-1333 |
| TDP, Вт | 25 | 25 | 25 | 25 |
| Рекомендованная стоимость, $ | 59 | 49 | 39 | 34 |
Как для экономичных продуктов спецификации новинок выглядят весьма убедительно, тогда как их стоимость вряд ли можно назвать слишком демократичной. Но не стоит забывать, что APU Kabini не требуется чипсет, как следствие, цены на системные платы для платформы Socket AM1 стартуют от 30 долларов, так что при покупке «материнки» и процессора можно гарантированно уложиться в $100. Что касается конкурентов, то на рынке до сих пор присутствуют системные платы, оснащенные энергоэффективными APU AMD прошлого поколения, тогда как выбор со стороны компании Intel гораздо более разнообразный. Покупателям предлагаются продукты на базе Intel Atom Pine Trail-D и Cedar Trail, которые из-за слабой графической подсистемы совершенно не подходят для мультимедийных задач, а также системные платы, оснащенные мобильными версиями Intel Celeron. Из актуальных решений нельзя не отметить новейшие SoC Intel Bay Trail-D, правда, их стоимость вдвое превышает аналогичные показатели APU Kabini, к тому же материнские платы на их основе пока что — большая редкость.