Czerwona rewolucja AMD Carrizo: tanie laptopy wystarczą ludziom do pracy i niezłej zabawy

Każdego roku sprzedaje się ponad 60 milionów laptopów,oferowanych w cenie od 400 do 700 dolarów. Dla większości ichnabywców będą to ich jedyne komputery osobiste w ich posiadaniu.Niewygórowany w możliwościach, przeciętnie wykonany sprzętstanowi jednak fundament rynku PC. Za jego pomocą użytkownicyprzeglądają Internet, przetwarzają dokumenty, oglądająstrumieniowane filmy… i na tym właściwie koniec. Skromnemożliwości graficzne takich laptopów w praktyce wykluczają je zbardziej wymagającej cyfrowej rozrywki czy przetwarzaniamultimediów. Dzisiejsza premiera procesorów Carrizo, czyli APU 6.generacji od AMD, ma to zmienić – tak by nawet niezamożniużytkownicy notebooków zyskali dostęp do atrakcji dostępnychdotąd tylko na znacznie droższym sprzęcie.

Do tej pory nie było jak wyjść poza ograniczenia tanichlaptopów. Dla użytkowników zintegrowanej grafiki Intela wnajtańszych laptopach obejrzenie wideo w rozdzielczości FullHD w 60FPS może być problemem. O płynnym graniu, wygodnym tworzeniutreści wizualnych i muzycznych, czy profesjonalnym zarządzaniufotografiami i multimediami można na takim sprzęcie zapomnieć. Czyczipy Carizzo faktycznie mogą to zmienić? To, co mogliśmy zobaczyćpodczas ich oficjalnej prezentacji w Schloss Hohenkammer, 30 km napółnoc od Monachium, każe sądzić, że tym razem AMD naprawdęsię postarało.

APU 6. generacji żądnych spektakularnych zmian nie zachwycą.Wciąż mamy do czynienia z procesem 28 nm, tak samo jak w wypadkupoprzednich generacji Beema, Kaveri i Kabini. Wciąż mamy doczynienia z kolejną wariacją na temat rdzenia Bulldozer –Excavator to jego czwarta generacja. Wciąż kontroler pamięciobsługuje tylko DDR3. Zintegrowana grafika to wciąż dobrze znanerdzenie GCN. Gdzie tu nowości?

Wystarczy jednak tylko rzucić okiem na schemat czipu, byzobaczyć, jak wiele faktycznie się zmieniło od wydania Kaveri iBeema. Przede wszystkim Carrizzo to prawdziwe układy SoC, integrującew jednym układzie wszystko, co tylko można – nie tylko rdzenieCPU i GPU, ale też mostek południowy, północny, kontroler pamięcii PCIe. Mimo zastosowania tego samego 28-nanometrowego procesutechnologicznego co w APU poprzednich generacji i upakowania w środkuwiększej liczby komponentów, Carrizo jest powierzchniowo mniejsze.To zasługa zastosowania wzorców projektowych z biblioteki wysokiejgęstości (high density library design), dzięki którym udało sięosiągnąć zmniejszenie powierzchni o 23% oraz ogromnąenergooszczędność.

Ogromną, gdyż zastosowane w Carrizo optymalizacje i nowemechanizmy zarządzania energią pozwolić mają na dwukrotnezmniejszenie zużycia energii. Na jałowym biegu nowe procesory majązużywać ledwie 2,7 W, podczas gdy Kaveri zużywały 4,5 W. Dziękitemu postępowi AMD chce ziścić ideę 25-krotnego zwiększeniaefektywności energetycznej procesorów do 2020 roku (tzw. 25x20)

Jak wspomnieliśmy, same rdzenie Excavator, debiutujące w tejgeneracji APU, to następcy Bulldozera. W porównaniu dobezpośrednich poprzedników, Steamrollerów, zobaczymy tu jednakdwukrotnie powiększoną pamięć podręczną L1 (przy jednoczesnymzmniejszeniu zużycia przez nią energii), ulepszony mechanizmprzewidywania rozgałęzień kodu o powiększonym buforze iprzyspieszonym opróżnianiu jednostki zmiennoprzecinkowej.Powiększono też zbiór obsługiwanych instrukcji x86 o rozszerzeniaAVX2, MOVBE, SMEP oraz BMI1/2 i dodano wsparcie dla trybów pracy oniskim użyciu energii. Efekt jest skromniejszy, niż niektórzyprorokowali, ale i tak wynik na poziomie 4-15% większej liczbyinstrukcji na takt zegara jest całkiem przyzwoity, tym bardziej, żenie wiąże się z większym zużyciem energii. W niektórychbenchmarkach, takich jak Cinebench, jest jednak jeszcze lepiej –wydajność wzrosła nawet o 55% względem Steamrollerów.

Przypatrzmy się teraz zintegrowanej grafice. Dostajemy osiemrdzeni GCN trzeciej generacji, wspieranych przez 512 KB pamięcipodręcznej L2. Rdzenie te mają bezpośredni dostęp do systemowejpamięci w ramach spójnego interfejsu struktury. Ich umieszczenie wAPU pozwala na wcześniej niedostępne rzeczy: zadania obliczenioweuruchomione na rdzeniach graficznych mogą być przełączane wzależności od kontekstu, ułatwiając wykorzystanie akceleracji GPUprzy wielozadaniowości, długotrwale działające zadania graficznemogą być wywłaszczane tak, by procesy mogły uzyskać z niskimopóźnieniem dostęp do GPU, możliwe jest także zarządzaniezasobami GPU pomiędzy użytkownikami i aplikacjami. Łatwiej jestteraz też przekazywać dane między CPU i GPU dzięki wprowadzeniuhierarchii bufora translacji adresów pamięci. Efekt, przynajmniejpod względem obliczeniowym jest niezły – tych osiem rdzenizapewnia wydajność na poziomie 819 GFLOPS.

Rdzeniom GCN towarzyszą sprzętowe rozwiązania, które uczynićmają z Carrizo świetny procesor do przetwarzania multimediów.Kolejna generacja dekodera wideo UVD otrzymała sprzętowe wsparciedla kodeka HEVC/H.265, pozwala też dekodować wideo 4K kompresowanekodekiem H.264. Czterokrotnie większa przepustowość oznaczamożliwość narysowania jednej ramki obrazu 4K w czterokrotniekrótszym czasie, dzięki czemu jeszcze bardziej maleje zużycieenergii, pozwalając AMD obiecać nawet 9,5 godziny odtwarzania wideona laptopie zasilanym bateryjnie.

Dostajemy też wydajny sprzętowy skaler wpisujący się w potokrenderowania obrazu zarówno 2D jak i 3D, mechanizm kompresjikolorów, dzięki któremu dane o kolorach z bufora ramki mogą byćprzechowywane w bezstratnym skompresowanym formacie, i szybciejodczytywane przez rdzenie graficzne i oczywiście kolejneoptymalizacje pod kątem zużycia energii, dzięki którym udało sięi zastosować więcej rdzeni GCN i zwiększyć ich częstotliwośćtaktowania. W ten sposób 12 jednostek obliczeniowych Carrizo możepracować przy założonym TDP 15 W z wydajnością o 65% większąniż pracowało 10 jednostek obliczeniowych procesorów Kaveri z TDP35 W. Takie przynajmniej wyniki demonstruje 3DMark11.

Na tym nie koniec – nowy procesor ma też zapewnić użytkownikombezpieczeństwo na poziomie sprzętowym zgodne z ARM TrustZone,poprzez zastosowanie mikrokontrolera Cortex A5. Działa on jakoakcelerator kryptograficzny i sprzętowy generator liczb losowych,ale też pozwala sprzętowo zabezpieczyć proces startu systemuoperacyjnego i kontrolować dostęp do zasobów procesora i pamięcioperacyjnej. Warto tu wskazać, że choć znane są ataki naTrustZone, to dotyczą one błędnych implementacji, a nie samegostandardu.

Zbudowane na bazie Carrizo laptopy mają stać się dla swoichużytkowników uniwersalną platformą komputerową. Już nie tylkosurfowanie po Internecie, proste multimedia i gry czy praca biurowa,ale też nowe wymagające gry w przyzwoitych rozdzielczościach,strumieniowane wideo 4K oraz efektywne tworzenie i przetwarzanietreści graficznych i filmowych. Dla domowego, nieprofesjonalnegoużytkownika to prawdziwy przełom – nagle jego kosztujący 400-600dolarów laptop staje się urządzeniem wszechstronnym. Nie trzebakupować dodatkowo stacjonarnego PC, by sprostać wymogom tych zadań,nie mówiąc już o drogich gamerskich laptopach z niezależnymukładem graficznym. Przenośny komputer w tej cenie, który pozwolina granie w CounterStrike: Global Offensive czy Starcrafta 2 w FullHDi maksymalnym poziomem detali z około 40 FPS, czy oglądanie filmów4K nawet w 60 FPS przez wiele godzin na jednym ładowaniu baterii,dla wielu osób będzie po prostu sprzętem wystarczająco dobrym dowszystkiego, czego mogą oczekiwać.

Gry i wideo, choć faktycznie wyglądały spektakularnie natestowych laptopach z Carrizo, jakie mieliśmy okazję zobaczyćpodczas ich premiery, nie wyczerpują wszystkich zalet 6. generacjiAPU. Wykorzystanie bibliotek OpenCL do akceleracji procesówobliczeniowych na GPU w aplikacjach użytkowych może przynieśćogromne wzrosty wydajności. W niektórych testach najsilniejszy zCarrizo, procesor FX-8800P, okazywał się ponad dwukrotnie szybszyod najnowszego mobilnego Intela Core i7 5500U. Oczywiście dotyczy totylko tych zadań, które się dobrze paralelizują, jak np.wyostrzanie obrazu w Photoshopie czy przetwarzanie arkuszykalkulacyjnych w LibreOffice.

Silnym punktem procesorów Carrizo ma być też ich praca zWindows 10. AMD z dumą podkreślało ilość pracy włożonejwspólnie z Microsoftem w to, by nowe procesory przyniosły coświęcej, niż tylko wsparcie dla DirectX 12 (i tak na wysokimpoziomie, jak można zobaczyć na nagraniach wideo). Przede wszystkimsprzętowy dekoder HEVC ma być dostępny przez Windows Media Playera(i na szczęście nie tylko WMP, także opensource'owy VLC będziemógł z niego skorzystać), strumieniowanie z użyciem sprzętowegokodeka HEVC ma być udostępnione też na biznesowym Skype i dlamediów z Xboksa One. Dzięki mikrokontrolerowi ARM szyfrowaniedysków przez najsilniejsze Carrizo w Bitlockerze ma być szybsze niżna mobilnym Core i5 5200, dostaniemy też dzięki niemu sprzętowewsparcie dla Secure Boot i oraz mechanizmu InstantGo, pozwalającemulaptopowi na komunikację z siecią w stanie uśpienia.

Na koniec wspomnijmy o możliwości kontroli komputera gestami,obserwowanymi przez zwykłą kamerkę internetową laptopa (a niekosztowne kamery 3D), oraz zaawansowanych możliwościachindeksowania fotografii i wideo. Przykładem tych ostatnich ma byćstworzona przez AMD aplikacja Looking Glass, dzięki której wśródsetek nagrań wideo o często enigmatycznych nazwach z łatwościąznajdziemy te, na których występuje nasza żona, a np. niewystępuje jej nielubiana koleżanka – wskazując po prostutwarze-tagi, według których ma zostać przeprowadzone wyszukiwanie.

Przyszłość najnowszego dziecka AMD nie zależy od samego AMD,lecz raczej od działań partnerów firmy – producentów laptopów.Do tej pory stawiali oni przede wszystkim na rozwiązania Intela, ipewnie trudno będzie im przełamać tę inercję. Jedna rzecz jednakdziała na korzyść czerwonych w coraz trudniejszym świeciemikroelektroniki, w którym panuje ostatnio hasło „integruj lubzostań zintegrowany”. Carrizo to kompletny układ SoC, co znacznieupraszcza – i w konsekwencji potania konstruowanie laptopowych płytgłównych. Pozwalając na tak znaczące poszerzenie możliwościkomputerów z najpopularniejszego przedziału cenowego, Carrizo mogąokazać się dla producentów skuteczną przewagą konkurencyjną,nie tylko ze względu na dostosowanie do nich Windows 10. Przedewszystkim są one w stanie zaoferować spektakularne efekty w tymzakresie, który może mieć znaczenie dla naszego mitycznego jużKowalskiego. Taki bowiem typowy użytkownik PC niespecjalnie sięprzejmie tym, że jego laptop dwukrotnie dłużej kompresuje tysiącplików podczas testów archiwizerów, czy wydajności stosusieciowego. Doceni za to, że jego laptop zareaguje, gdy pomacha doniego dłonią, że na laptopie tym będzie mógł oglądać wideoultrawysokiej rozdzielczości (jeśli nie ma matrycy to napodłączonym telewizorze), i wreszcie też, że będzie mógłpłynnie pograć w CounterStrike'a czy LOL-a, podczas gdy na laptopiez czipem Intela o płynności będzie musiał zapomnieć (o ile wogóle uda mu się uruchomić swoje gry na intelowych sterownikach).

Plan zdobycia lukratywnego segmentu jest oczywiście obarczonypewnym ryzykiem. Największym jest zależność od Windows 10. Jeśliwbrew nadziejom producentów PC i samego AMD nowy system Microsoftunie zdobędzie serc użytkowników, jeśli dostępny tylko na niegoDirectX 12 nie przekona do siebie większości deweloperów, to AMDbędzie niewątpliwie trudniej wykazać zalety swojegomikroprocesora. Drugie zagrożenie to ryzyko agresywnej walki cenowejze strony Intela, który może sobie pozwolić na to, by ceny nowychmobilnych Core i Atomów obniżyć do poziomów, na których AMD niebędzie w stanie sobie poradzić. Trzecie, to oczywiście jakośćkońcowego produktu. Autor tego tekstu miał już kiedyś laptop zAPU, i ma po nim kiepskie wspomnienia. Producent komputera niepotrafił wówczas zapewnić efektywnego chłodzenia dlazastosowanego czipu, co niekorzystnie odbijało się na każdymaspekcie pracy z nim. Miejmy nadzieję, że podobne sytuacje nie powtórzą się tym razem.

Premiera sprzętu była jednak bardziej widowiskowa niż słynnejuż slajdy AMD, to co mogliśmy zobaczyć na referencyjnychkonstrukcjach wywołało bardzo dobre wrażenie, więc mamy nadzieję,że czerwoni w dobrym stylu wrócą do gry i zdobędą godny swojejpomysłowości udział w rynku PC.