AMD全新嵌入式R系列SoC:更小、更強(qiáng)、更安全

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作者:任新勃

2015-10-28 21:16:42

摘自:ZDNet至頂網(wǎng)

美國時間10月21日,AMD發(fā)布新一代產(chǎn)品,AMD嵌入式R系列SoC,代號“Merlin Falcon”。AMD上一代R系列處理器和R系列APU把CPU和GPU從兩個單獨封裝變?yōu)橐粋€整體封裝,但是還是需要外部的控制中心(南橋)。

移動互聯(lián)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用,帶來的是IT技術(shù)指數(shù)級增長,同時用戶對于性能、體驗、安全、開放等需求越來越高。就像今天高清多媒體的普及,4k顯示以及設(shè)備上所搭載的4k內(nèi)容能夠為用戶帶來身臨其境的體驗,這都是嵌入式系統(tǒng)對技術(shù)趨勢的把握。同時許多應(yīng)用需要用戶利用更多的核心,提高運算頻率,增加系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的功率數(shù),提高效率。今天我們看嵌入式的發(fā)展,面臨著更高安全性、并行計算、支持開源等技術(shù)趨勢,需要單個芯片具有更強(qiáng)的處理能力。AMD新一代R系列SoC能夠完美滿足這些市場的需要。

美國時間10月21日,AMD發(fā)布新一代產(chǎn)品,AMD嵌入式R系列SoC,代號“Merlin Falcon”。這款產(chǎn)品不僅是對現(xiàn)有高性能x86 CPU和GPU處理器核心產(chǎn)品的更新,同時該平臺也帶有第三代GCN顯卡架構(gòu),并且將控制中心(南橋)整合進(jìn)了設(shè)備。

更小的外形

新的R系列SoC核心面積為37×29毫米,比上一代代號為“Bald Eagle”(禿鷹)的芯片(面積32×29毫米+24.5×24.5毫米)足足小了了30%,同時厚度也可在1.62-1.96毫米之間選擇。

AMD上一代R系列處理器和R系列APU把CPU和GPU從兩個單獨封裝變?yōu)橐粋€整體封裝,但是還是需要外部的控制中心(南橋)。到了R系列SoC,CPU、GPU和控制中心都封裝為一個整體,能夠讓它們的體積減少30%。這對于很多的應(yīng)用非常重要,釋放出來的空間可能是非常寶貴的資源,外觀形態(tài)可以因此變得更小。

這款產(chǎn)品應(yīng)用的一些細(xì)分市場。(游戲機(jī)、通信基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)控制及自動化、存儲、醫(yī)療成像、安全監(jiān)控、零售標(biāo)牌等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用)此外,AMD也在高性能領(lǐng)域首次引入了運行溫度范圍更寬的產(chǎn)品,比如能夠在零下40度到105度運行的設(shè)備。能夠為工業(yè)控制與自動化的應(yīng)用及通訊基礎(chǔ)設(shè)施提供遠(yuǎn)高于市場水平的性能,同時又能夠滿足該行業(yè)對運行溫度的苛刻要求。

最新的AMD嵌入式R系列平臺有哪些亮點?

跟上一代比較,其特點主要有:

單芯片的SoC解決方案擁有更先進(jìn)的多媒體和顯示功能

更高IPC的基于下一代x86的“挖掘機(jī)”內(nèi)核

采用AMD RadeonTM 第三代GCN顯卡架構(gòu)

符合異構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)(HSA)1.0規(guī)范

HEVC/ H.265

AMD首款支持DDR4的處理器

AMD安全處理器

該芯片包含CPU、GPU和I/O。首先,這款產(chǎn)品的核心是最新一代代號為“挖掘機(jī)”的x86核心,這一核心與前代相比效率大大提高。其中有一些是架構(gòu)的改變,通過提升IPC來提升心內(nèi)的性能。芯片內(nèi)也融入了下一代功耗管理技術(shù),平衡IP模塊可獲得的功耗,使整個設(shè)備的效率最大化。如果CPU在運行密集的工作,而GPU處于閑置狀態(tài),功耗管理技術(shù)會把GPU的一些功耗分配給CPU,實現(xiàn)CPU的性能提升和效率最大化。這款設(shè)備還有一項技術(shù)叫做“可配置的TDP”,它可以讓開發(fā)商針對一個特定的熱功耗水平進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化,同時保證一定的性能范圍,也就是說每一個SKU可以根據(jù)具體的應(yīng)用來進(jìn)行優(yōu)化。

另外還有最新的多媒體技術(shù),有針對HEVC或H.265的硬件加速解碼,同時也支持另外的一些編解碼器,設(shè)備里有相應(yīng)的IP模塊來滿足這兩方面的要求。這也是第一款同時支持DDR3和DDR4的AMD處理器??紤]到嵌入式市場的發(fā)展趨勢是會從DDR3遷移到DDR4,讓DDR4成為主流的DDR技術(shù)制式,同時支持兩種制式可以讓用戶更傾向于選擇這款產(chǎn)品??蛻艨蛇x擇現(xiàn)有設(shè)備使用DDR3或DDR4,或等待時機(jī)成熟后再遷移到DDR4,而無需再做硬件更替。另外,AMD平臺還整合了具有安全性能的處理器——AMD安全處理器。這是符合TrustZone 標(biāo)準(zhǔn)的安全處理器,能夠?qū)崿F(xiàn)安全啟動,保證安全的執(zhí)行環(huán)境,處理加密運算等。

AMD就代號為“挖掘機(jī)”的x86核心架構(gòu)做出了一些調(diào)整與改進(jìn)。這些調(diào)整包括IPC提高4%-15%,同時減少了晶片的體積,降低了核心功耗。也就是說,在更小的晶圓上提升了性能。其他一些新的特性包括緩存架構(gòu)的改進(jìn),預(yù)讀取效率的提升和延遲減小,以及核心內(nèi)部分支預(yù)測更好。除此之外,也改進(jìn)了功耗管理,與設(shè)備的多個主要IP模塊進(jìn)行配合,提升效率。

APU“RX-421BD”,雙模塊四核心,主頻2.1-3.4GHz,2MB二級緩存,Radeon R7 GPU,八個計算單元,頻率為800MHz,設(shè)計功耗12-35W。

針對每一款產(chǎn)品,開發(fā)人員可以選擇低數(shù)和高數(shù)之間的任意數(shù)字,并且設(shè)備可在選定的功率數(shù)上進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化。開發(fā)人員可以選擇增加TDP,相應(yīng)提高應(yīng)用所需的性能要求,或可針對同一款SoC開發(fā)不同的SKU。而且未來他們也能彈性提升性能,通過操作系統(tǒng)或Bios的調(diào)整實現(xiàn)TDP改變,而無需做硬件升級。另一條產(chǎn)品線是iTemp APU,發(fā)布時間為2016年第一季度。運行溫度將在零下40度到105度。

R系列SoC在各個領(lǐng)域的應(yīng)用

一個逐漸在引入R系列SoC的領(lǐng)域是通訊基礎(chǔ)設(shè)施。這個領(lǐng)域包含很多子行業(yè),AMD嵌入式產(chǎn)品針對這個行業(yè)有著一般性適用優(yōu)勢。目前x86在一些例如控制面板的領(lǐng)域成為主要力量,然而只有x86核心是不夠的,還需要高效率和優(yōu)化的平臺,能夠讓每瓦性能最大化。同時也需要方便OEM創(chuàng)新,降低系統(tǒng)復(fù)雜性與成本的一些解決方案。在通訊市場的許多領(lǐng)域還能利用GPU運算與HSA來替代加速器、FPGA和ASICS,例如可以將HSA用在Internet 協(xié)議安全性(IP Sec)上。另外在這個市場也需要很強(qiáng)大的開源支持,考慮到OEM廠商需要開源驅(qū)動來釋放GPU作為計算平臺的能力,OEM廠商可將其整合進(jìn)自己的Linux發(fā)布版里,以便充分地利用設(shè)備IP的能力。

另一個領(lǐng)域是醫(yī)療成像。顯然,如果市場要求高成像能力,強(qiáng)大的GPU和多媒體性能的應(yīng)用解決方案是非常合適的。在醫(yī)療成像領(lǐng)域中的某些部分,例如圖像轉(zhuǎn)換部分,還有機(jī)會用一體化的SoC解決方案取代FPGA和DSP的配合方案,讓所需應(yīng)用更少更簡潔。還可以把波束成形的一些算法嵌入GPU,以發(fā)揮并行計算功能。另外醫(yī)護(hù)人員在使用醫(yī)療設(shè)備方面也有一些變化。試想如果有一個強(qiáng)大的AMD R系列SoC支撐多屏顯示,不需要獨立顯卡去帶動圖形顯示,醫(yī)生可以看到更多更高分辨率的成像結(jié)果,病人也可以通過多屏顯示看到部分的結(jié)果。

還有一個領(lǐng)域是游戲機(jī),該領(lǐng)域?qū)⒃谝恍┓矫娉霈F(xiàn)較大的變化。游戲機(jī)的開發(fā)廠商現(xiàn)在正在從3D游戲體驗轉(zhuǎn)向豐富多媒體和臨境感游戲體驗?,F(xiàn)在市場著重卓越的3D圖形驅(qū)動、4k顯示和多媒體,同時在某些情況下還需要支持多屏顯示,讓用戶有身臨其境的感覺。AMD R系列SoC的多媒體與圖形處理性可以為娛樂游戲和彩票終端的開發(fā)商所用,全方位改善用戶體驗,更好地招攬客戶,延長游戲時間。另外,有的娛樂場出于空間考慮,也需要更小尺寸的設(shè)計。比如日本的游戲廳空間都比較狹小,因此小尺寸高性能的SoC非常適用。

AMD相信這款R系列SoC進(jìn)一步拓寬了嵌入式產(chǎn)品的性能,讓客戶能夠用其嵌入式平臺實現(xiàn)更多更新的能力。AMD首次在高性能x86領(lǐng)域推出了嵌入式SoC,讓客戶能夠買到小尺寸、高性能的CPU和GPU??蛻艨梢岳肎PU計算和HSA的能力,簡化整體系統(tǒng)架構(gòu),利用標(biāo)準(zhǔn)的編程語言和標(biāo)準(zhǔn)化的架構(gòu)與組件簡化系統(tǒng)。對DDR3和DDR4的同步支持,讓客戶能夠安心過渡到DDR4。同時還有對生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)投入與Linux開源驅(qū)動的策略。Windows方面,AMD同時擁有臺式機(jī)與筆記本的嵌入式解決方案。最后還有硬件生態(tài)系統(tǒng)的合伙伙伴,這意味著客戶拿到系統(tǒng)之后可以進(jìn)行增值開發(fā)。

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