AMD'nin yeni nesil Fusion işlemci mimarisine detaylı bakış

AMD tarafından resmi duyurusu Heterojen Sistem Mimarisi'ne yönelik Geliştirici Zirvesi 2013 Etkinliği'nde gerçekleştirilen Kaveri kod adlı  Fusion işlemci platformuna ilişkin yeni detaylar ortaya çıktı. Ocak ayı ile birlikte satışa sunulacak yeni işlemci ailesi, yerini alacağı Richland kodlu mevcut Fusion jenerasyonuna kıyasla hem CPU hem de GPU performansında ciddi bir gelişim vaad ediyor. Gelin şimdi hep birlikte detaylara daha yakından bakalım.

 

Ortaya çıkan resmi dökümana göre AMD, CPU tarafında şu anki Fusion modellerine göre %20 oranında performans artışı vaad ediyor. Trinity kod adını taşıyan mevcut Fusion işlemci ailesinde, ikinci nesil ya da bir başka ifade edile revize edilmiş Bulldozer mimarisine (Piledriver) yer verilirken, Kaveri tabanlı modellerde ise SteamrollerB mimarisi kullanılıyor. AMD'nin yüksek performanslı ürünleri için geliştirdiği en yeni tasarım olan StreamrollerB, ilk defa Fusion işlemci ailesiyle birlikte pazara giriş yapmış olacak. Daha önce Steamroller tabanlı FX işlemci modelleri gündeme gelse de, AMD'ye yakın bazı kaynakların iddiasına göre FX işlemci ailesinde önümüzdeki yıl için yeni model çıkışı gerçekleşmeyebilir. 

 

Bulldozer mimarisinin son kullanıcılar ile buluşacak ikinci revizyonu olan StreamrollerB, modül yapısını sürdürüyor. Hatta çekirdek sayısı/modül diziliminde de herhangi bir değişiklik bulunmuyor. Çift çekirdekli modüllerden oluşan StreamrollerB tasarımında amaç, Bulldozer mimarisini daha yüksek paralellik seviyesinde çalıştırabilmek. Yapılan geliştirme çalışmaları, mimarinin daha rafine olmasını sağlarken, aynı zamanda modül içerisinde yer alan her çekirdeğin ya da bir başka ifade ile her tam sayı ünitesinin (modül seviyesinde paylaşım gösteren kayar nokta biriminden ötürü, Bulldozer mimarisindeki her çekirdek aslında %100 bağımsız çekirdek gibi hareket etmiyor) bağımsız komut çözümleyecilerinde iyileştirme, her izlek için daha fazla en yüksek genişlikte sevk edici, daha büyük ve akıllı tampon bellekler, %30'a varan oranda daha az komut-bellek kaybı, dallanma yanlış tahmini oranında %20'ye varan oranda azaltma, dinamik hacimli Seviye 2 (L2) bellek ve bellek kontrolcüsünde iyileştirmeler içeriyor.

 

Kaveri tabanlı yeni nesil Fusion işlemci ailesinin en yüksek performanslı modelleri 4 çekirdekli olacak dolayısıyla çift çekirdekli iki adet modülden oluşacaklar. AMD'nin dört çekirdekli modeller için 4MB büyüklüğünde Seviye 2 (L2) bellek kapasitesine yer verdiği yeni nesil işlemcilerde aynı zamanda Turbo Core 3.0 teknolojisi de lanse edilecek. Turbo Core 2.0'dan farklı olarak çeşitli geliştirmeler yapılan yeni versiyonun en büyük farkı, dinamik frekans kontrolünde artık ısı sensörlerinden gelecek verinin daha agresif kullanılacak olması. Daha önceki versiyonda yük durumu ve buna bağlı olarak oluşan güç kullanımı (TDP seviyesine göre ölçekleme) dikkate alınırken, yeni versiyon eldeki verilere göre sıcaklık durumunu daha fazla etkili olacağı öngörüsünde bulunabiliriz. 

 

AMD'nin daha önceki yol haritası, yüksek performanslı çekirdek mimarilerinin her versiyonunda döngü başına komut performansın %15'e varan oranda arttırılacağını ortaya koymuştu. İşte tüm bu gelişmeler ışığında StreamrollerB tabanlı yeni nesil Fusion işlemciler, aynı frekans seviyesinde, şu anki Piledriver tabanlı Fusion modellerine kıyasla %20'ye varan oranda daha fazla performans sunacaklar. Tabi Turbo Core 3.0 teknolojisi ve 28nm üretim geometresine geçiş gibi adımlar, performans/watt başarımına da önemli oranda katkı sağlayacaklar. 

 

 

Yeni nesil Fusion işlemcilerin, entegre grafik tarafındaki detaylarına bakacak olursak eğer, performans anlamında daha radikal bir gelişimden söz edebiliriz. Kısaca GCN olarak bilinen Graphic Core Next mimarisine güncellenen entegre grafik birimi bu sayede SIMD yani çoklu veri paralelliği sağlayan tek çevrimli komut tasarımından MIMD olarak bilinen çoklu veri paralelliği sağlayan çok çevrimli komut tasarımına yükseltilmiş olacak. Bu sayede entegre grafik biriminin grafik performansına ek olarak genel işlem yetenekleri de artmış olacak. Yani SP ve DP olarak bilinen tek ve çift hassasiyetli işlem güçleri artan (SP için 856GFLOP) entegre grafik birimleri, OpenCL gibi uygulama arabirimleri üzerinde daha yüksek genel işlem başarımı sunacaklar. Yeni tasarım aynı zamanda CPU ve GPU için birleştirilmiş adres alanlı x86 adreslemesine de destek getiriyor. Heterojen Sistem Mimarisi ile HUMA arabirimi üzerinden CPU ve GPU için daha fazla ortak bellek kullanımına doğru hareket eden AMD için Graphic Core Next mimarisinin bu özelliği, Fusion işlemcileri için büyük önem taşıyor. 

 

Aynı zamanda PCIe 3.0, sayfa hataları gibi çeşitli vakalarda, GPU'nun CPU'ya işlem kesme talebi yollayabilmesi, DirectX ve OpenGL uzantıları üzerinden sanal bellek kullanımını aktif eden kısmen kalıcı doku desteği ve kendisine özgü spesifik TDP değeri içerisinde dinamik performans optimizasyonu sağlayan PowerTune gibi özelliklerin geldiği GCN mimarili yeni nesil entegre grafik tasarımı, DirectX 11.1 ve Crystal serisi harici ekran kartlarıyla çift GPU kurulumlarına da olanak tanıyor. Radeon çekirdekleri ya da bir başka ifade ile paralel işlem birimlerinin sayısının da şu anki jenerasyondan farklı olarak 384'den 512'ye yükseldiği en hızlı  Fusion işlemcisindeki yeni nesil entegre grafik birimi bu sayede  %30'a varan performans  kazanımının önünü açıyor. Hatta AMD, yeni nesil entegre grafik bimini kullanan Fusion A10-7850K işlemcisiyle, harici ekran kartı olmadan Battlefield 4 oyununun Full HD çözünürlüğünde ve orta kalite ayarlarında genel olarak 30 kare/saniye seviyesinde oynanatabildiğini yaptığı demolar ile gösterdi. Tabi bu demoların mühendislik örneği işlemciler üzerinde beta aşamasındaki entegre grafik birimi sürücüleri ve genel olarak ekstra %20 performans artısı getirecek Mental API desteği olmadan yapıldığını da not düşelim. 

 

AMD'nin merakla beklenen yeni nesil Fusion işlemciler, spesifik görevlere hizmet eden sabit fonksiyonlu motorlar açısından da yenilikler sunuyor. Grafik birimi dahilinde Unified Video Decoder motorunun 4.2 versiyonu karşımıza çıkıyor olacak.  H.264 ve VC-1 video  kodekleri için donanımsal çözümleme amacıyla geliştirilmeye başlanan UVD motoru, daha önceki sürümlerinde ciddi aşama kaydetmiş, bitstream MPEG2 çözümleme, MPEG-4 Part 2 çözümleme üzerinden DivX ve Xvid desteği ile MVC üzerinden Blu-Ray 3D kazanmış ayrıca 120Hz 3D Stereo desteğine ek olarak, video post-prodüksiyonu için ciddi oranda azaltılmış işlemci kullanımı gibi gelişmeler sağlamıştı. Motorun en güncel versiyonu ise video çözümleme alanında daha yüksek başarımı ve özellikle 4K geliştirmeleri sağlıyor. Video Sıkıştırma Motoru VCE'nin 2.0 sürümü ile gelen entegre grafik birimine ek olarak yeni nesil işlemciler aynı zamanda AMD'nin çok yeni duyurduğu True Audio olarak ta bilinen ses odaklı yardımcı işlem motoruna da sahipler. Uygulama geliştiriciler kullandığı takdirde dedike ses işleme hatları sayesinde daha zengin bir ses atmosferi yaratan bu teknolojinin bir işleme motoru olduğunu, sesin dışa aktarımı için ses kartına ihtiyacın devam ettiğini de unutmamak gerekiyor. 

 

AMD Kaveri tabanlı işlemcilerin I/O yani giriş-çıkış özelliklerine bakacak olursak eğer, en dikkat çekici yeniliğin harici ekran kartları için PCI Express 3.0 desteğinin getirilmiş olması. Ayrıca daha yüksek depolama performansı için PCIe SSD arayüzüne yer verilmiş olması. Bunun dışında 4K görüntü çıkışı, Lightnin Bol istasyon desteği ve çeşitli bağlantı arayüzülerinin kullanımı devam ediyor. Performasın yanında güç yönetiminde de optimizasyonların yapıldığı Fusion işlemcilerin özellikle mobil tarafta kazanımlar sağlayacağını söyleyebiliriz. Daha önceki tüm Fusion işlemcilerinden farklı olarak yeni jenerasyon dizüstü yerine masaüstü versiyonlarıyla serüvenine başlayacak olsa da, mobil versiyonları farklı konfigürasyon özelliklerine sahip dizüstü bilgisayarlarda 11 saate yakın pil ömrü sağlayabilecek. Masaüstü versiyonlar için atlamamız gereken bir başka önemli nokta ise soket yapısı.

 

Yeni işlemciler Soket FM2+ formunda geliyor ve bu yüzden şu anki Fusion anakartlar ile kullanılamıyorlar. Ancak bu işlemciler için piyasaya çıkacak olan A8X çipsetli anakart modelleri geriye dönük olarak var olan Fusion işlemcilerine destek sunacaklar. Yani yeni işlemciler yeni anakart gerektirecek ancak yeni anakartlar dilendiği eski işlemcilerle de kullanılabilecek. Fiyatlandırmanın resmi olarak açıklanmadığı yeni nesil Fusion işlemcileri için daha fazla detayın Ocak ayı başında yapılacak Tüketici Elektroniği Fuarı'nda duyurulması bekleniyor.