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AMD: Kommende APU-Generation "Carrizo" wirft ihren Schatten voraus

AMD Carrizo: Vorstellung im Juni?
AMD Carrizo: Vorstellung im Juni?
Im Rahmen der derzeit in San Francisco laufenden Halbleiter-Messe ISSCC hat der Chiphersteller AMD neue Details zu seiner nächsten APU-Generation bekanntgegeben. Obwohl Carrizo weiterhin im gleichen 28-Nanometer-Prozess wie der Vorgänger gefertigt wird, soll der Chip mit drastisch gesteigerter Energieeffizienz punkten.

Auf dem Papier sieht sich AMD derzeit mit einer schwierigen Ausgangslage konfrontiert: Während der große Konkurrent Intel seit einigen Monaten auf einen hochmodernen 14-Nanometer-Prozess zurückgreifen kann, werden die eigenen APUs noch in 28-Nanometer-Technik gefertigt – in einer Produktklasse, die fast ausschließlich am Tropf der Energieeffizienz hängt, ist das ein gewaltiges Hindernis. Umso mehr beeindruckt, was AMD für die kommende "Carrizo"-APU verspricht.

Bevor wir auf das Thema Effizienz zu sprechen kommen, wollen wir zunächst einen allgemeinen Überblick zu Carrizo geben. Auf den ersten Blick hat sich an den technischen Eckdaten nicht viel geändert: Neben dem Fertigungsprozess bleibt auch die Anzahl der CPU-Kerne (4 Kerne, 2 Module) und GPU-Cluster (8 Compute Cores, 512 Shader) konstant. Neu ist dagegen die vollständige Integration der Southbridge, sodass Carrizo als erster "echter" Mittelklasse-SoC angesehen werden kann – bei Intels Broadwell sitzt der Chipsatz lediglich neben dem Prozessor auf dem gleichen Träger. Dies eröffnet die Möglichkeit, dass Carrizo und Carrizo-L (Nachfolger der Beema-Plattform) künftig auf der gleichen Board-Infrastruktur aufbauen, was die Integrationskosten für die Notebookhersteller senkt.

Um Platz für den I/O-Teil und andere Verbesserungen zu schaffen, hat AMD versucht, die Packdichte – also die Anzahl der Transistoren pro mm² – zu steigern. Mit Erfolg: Dank der Erfahrungen aus dem GPU-Bereich, wo der Packdichte schon länger eine hohe Bedeutung zukommt, sowie dem Einsatz spezieller High-Density-Librarys konnte die Größe der CPU-Kerne um 23 Prozent reduziert werden. Der Verbrauch geht gleichzeitig sogar um 40 Prozent zurück. Darüber hinaus verspricht AMD für die neuen Excavator-Kerne eine 5 Prozent höhere Pro-MHz-Leistung gegenüber Steamroller/Kaveri. Auch die Grafikeinheit profitiert von kleineren Verbesserungen und soll bei gleicher Frequenz 20 Prozent sparsamer arbeiten (oder bei gleichem Verbrauch 10 Prozent höher takten). Erstmals könnte es darum auch ein ULV-Modell 512 aktivierten Shadereinheiten geben.

Eine weitere, besonders innovative Technik zur Verbesserung der Energieeffizienz hört auf die Bezeichnung Voltage Adaptive Operation. Diese basiert grundlegend darauf, dass jede CPU aufgrund unvermeidlicher Spannungsschwankungen stets mit einer etwas höheren Spannung als eigentlich notwendig versorgt wird. Carrizo verzichtet auf diese ineffektive Vorsichtsmaßnahme; stattdessen wird der Verlauf der Versorgungsspannung kontinuierlich überwacht und bei einem Einbruch der Kerntakt kurzzeitig reduziert. So arbeitet der Chip bei auch geringeren Spannungen stabil. In eine ähnliche Richtung zielt das sogenannte Adaptive Voltage and Frequency Scaling (AVFS), welches Takt und Spannung besser an die aktuelle Temperatur sowie die Güte des jeweiligen Chips anpassen soll.

Insgesamt verspricht AMD für Carrizo, der mit 3,1 Milliarden Transistoren mehr als doppelt so komplex wie ein typischer Broadwell-Chip (2C + GT2: 1,3 Milliarden Transistoren) ausfällt, zweistellige Steigerungen bei Performance und Akkulaufzeit. Weitere Kaufanreize sollen die modernisierte Videoeinheit (H.265-/HEVC-Support, 3,5-fache Transcoding-Performance) sowie ein besonders schneller und sparsamer Standby-Modus namens S0i3 schaffen. Bedeckt hält sich der Hersteller bislang noch über die Modellpalette und das genaue Erscheinungsdatum – wir gehen derzeit von einem Launch im Rahmen der Computex Anfang Juni aus.

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Autor: Till Schönborn, 24.02.2015 (Update:  5.06.2015)
Till Schönborn
Till Schönborn - Managing Editor Business
Freude am Schreiben und die Faszination für (mobile) Technik brachten mich im Herbst 2011 zu Notebookcheck. Neben unzähligen Notebook-Tests und Newsmeldungen habe ich seitdem eine Reihe technischer Hintergrundartikel zu CPU- und GPU-Architekturen verfasst und betreue zudem unsere Hardware-Datenbank. Seit Anfang 2014 leite ich den Bereich der Premium-Business-Notebooks, fühle mich aber auch im Smartphone- oder Tablet-Segment zu Hause – das gespannte "Kribbeln" beim Testen neuer Hardware ist auch nach vielen Jahren noch nicht verflogen. Die schmale Freizeit zwischen Studium und Job wird zumeist fernab jeglicher Elektronik in der Natur verbracht.