效能提升的AMD第二代A系列APU

自從半導體發明之後,其製作技術就不斷的進步,從簡單的電晶體一直到現在動輒超過億顆電晶體的處理器,複雜度十分驚人。在半導體製程不斷的改進下,同樣尺寸的晶片就可以容納更多的電晶體或是相同的設計得以擁有較小的晶片尺寸。縮小尺寸雖然可以讓同樣的晶圓切出更多的晶片,然而縮小到某個程度之後,特別是高速運作的產品,其運作時產生的熱可能變得不易快速排出,為此許多新產品都會加入更多的功能,讓晶片尺寸不會過小。

在眾多的產品當中,電腦使用的中央處理器就是最好的例子,它一直是更新製程最快的半導體,在縮小的製程之下,原本在外搭配的元件,如北橋晶片/記憶體控制器就整合到中央處理器,快取記憶體也變大,這也是最近幾代新產品的設計。接下來便是整合繪圖處理器進來,而二大處理器廠商,即AMD與Intel也都推出相關的產品。



與前一代Llano相比,Trinity的效能提升不少

AMD在合併擁有繪圖處理器的ATI後,除了持續推出高效能的獨立繪圖處理器之外,也整合繪圖功能至中央處理器,在推出幾種包括筆記型電腦(C系列)及小型整合型系統(E系列)適用的產品後,終於有第一款針對桌上型設計的整合型處理器,也就是大家所知道的第一代A系列APU(Llano)。


Trinity最多擁有四個Piledriver運算核心,並加上Radeon繪圖處理器,大約有13億顆電晶體所組成

現在AMD改良原本Bulldozer的架構,同時也把繪圖核心強化,整合了Radeon HD7000系列(Northern Islands)的繪圖處理器,推出第二代A系列的APU,即Trinity系列。Trinity處理器的運算核心採用Bulldozer的加強版,稱為Piledriver(打樁機)。


晶片內各個主要電路的位置以及改進

在Trinity處理器中,其運算核心是以二個Piledriver核心為一組x86運算模組,並擁有共用的L2快取記憶體。在目前AMD發表的產品中,A10與A8系列皆具有二組運算模組,即共四個Piledriver運算核心,具有4MB的快取記憶體。而A6與A4系列則是雙Piledriver核心。


Piledriver運算架構的強化與改變

Piledriver運算核心較前一代Bulldozer強化許多部分,從圖中大家可以看到,包括L2快取效能、分支預測、浮點與整數的排程…等等的改進。

除了運算核心的改進之外,整個Trinity的其它部分亦有強化與新增,包括可支援DDR3-1866的雙通道記憶體控制器、AMD HD Media加速器(UVD)、HDMI/DisplayPort/DVI顯示輸出等,當然還有最重要的繪圖處理器。


目前推出的A系列工作頻率與內建繪圖核心差異比較表

Trinity採用了Northern Islans的 Radeon繪圖處理器,提供更好的3D效能,依照不同等級的處理器,搭載不同工作頻率與不同數量串流處理器。關於繪圖效能部分,大家可以參考這一篇

Trinity仍採用32nm的高介電系數金屬閘極(HKMG) SOI製程製造,在製程的改進之下,Trinity的效能與功耗表現都比前一代產品好。目前推出的A4-A10系列中,其TDP設定有二種,分別是65W與100W,其中100W是K系列不鎖頻的型號,如A10-5800K、A8-5600K,比較特別是A6-5400K,這顆沒有鎖頻的TDP設定僅為65W。在工作頻率部分,從A10到A4系列皆支援AMD Turbo Core 3.0,也就是自動超頻功能。這次新產品的基本工作頻率設定都不低,最低的A8-5500也有3.2GHz,A10-5800K標準工作頻率更高達3.8GHz,最高自動跳至4.2GHz,再加上不鎖頻的設定,要擁有更高的工作頻率亦行。


新的FM2腳位

Socket FM2腳位預計在下一代產品上仍會使用

這次Trinity推出,接腳排列也改用新的Socket FM2,而非Llano的FM1。AMD指出新的FM2腳位除了這一代Trinity APU之外,預計下一代的產品(運算核心架構代號Steamroller,處理器代號為Kaveri)仍會沿用。


A85X系統晶片方塊圖

除了處理器之外,AMD同時也推出代號為Hudson-D4的 A85X FCH(Fusion Controller Hub)系統晶片組,而之前推出的A75及A55系列亦可支援FM2插槽。A85X與Trinity處理器組成的桌上型平台稱為Virgo。

整合x86運算核心以及Radeon繪圖處理器的Trinity,除了一般的運算與繪圖之外,最重要當然就是具有混合運算能力,因此才稱為Fusion/APU。由於Radeon繪圖處理器具有許多平行運算單元,可以快速計算大量的資料。在支援的作業系統及應用軟體之下,尤其是支援標準OpenCL的軟體如視訊格式轉換軟體,最能發揮效能。

測試平台
主機板:技嘉F2A85X-UP4
處理器:AMD A10-5800K
記憶體:AMD DDR3-1600 4GB二支
硬 碟:WD Blue WD10EZEX 1TB
顯示卡:APU內建

作業系統:MS Windows 7 x64 Ultimate SP1英文版
測試軟體:Windows 7體驗指數、CineBench R11.5、PCMark 7、PCMark Vantage

測試平台用的技嘉F2A85X-UP4主機板

測試結果

使用Windows 7內建體驗指數可以看到運算與繪圖效能都還不錯


OpenGL與處理器運算效能


PCMark 7


PCMark Vanatge

結論
對許多不需要高階顯示卡,只是想玩玩線上遊戲、上網及使用常用軟體的消費者而言,新一代整合繪圖功能的中央處理器其實是很好的選擇,不僅整組平台購入成本較低,未來真有需要較高階顯示卡時也能擴充,而且在運作時消耗較少的電量,也可節省一些費用。AMD推出第二代A系列APU處理器,整合了支援多顯示器輸出的高效能繪圖處理器,還有效能也不錯的x86運算核心,售價也不算太高,是不錯的新選擇。

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