Grävmaskin (mikroarkitektur)

Grävmaskin – Familj 15h (4:e generationen)
Allmän information
Lanserades	2 juni 2015 ; 7 år sedan
Vanliga tillverkare	AMD;
Arkitektur och klassificering
Tekniknod	28 nm bulkkisel (GF28A)
Instruktionsuppsättning	AMD64 ( x86-64 )
Fysiska specifikationer
Uttag	Sockel FM2+ (Carrizo) ; Sockel AM4 (Bristol Ridge) ; Socket FP3 (µBGA) ;
Produkter, modeller, varianter
Kärnnamn	Carrizo; Bristol Ridge; Stoney Ridge;
Historia
Företrädare	Steamroller – Family 15h (3:e generationen)
Efterträdare	Zen
Supportstatus
	iGPU stöds inte

AMD Excavator Family 15h är en mikroarkitektur utvecklad av AMD för att efterträda Steamroller Family 15h för användning i AMD APU- processorer och vanliga processorer. Den 12 oktober 2011 avslöjade AMD att Excavator är kodnamnet för fjärde generationens Bulldozer- härledda kärna.

Den grävmaskinsbaserade APU:n för vanliga applikationer heter Carrizo och släpptes 2015. Carrizo APU är designad för att vara HSA 1.0- kompatibel. En grävmaskinsbaserad APU- och CPU-variant vid namn Toronto för server- och företagsmarknader producerades också.

Excavator var den sista revideringen av "Bulldozer" -familjen, med två nya mikroarkitekturer som ersatte Excavator ett år senare. Excavator efterträddes av x86-64 Zen -arkitekturen i början av 2017.

Arkitektur

Grävmaskin lade till hårdvarustöd för nya instruktioner som AVX2 , BMI2 och RDRAND . Grävmaskinen är designad med hjälp av högdensitetsbibliotek (alias "tunna") som normalt används för GPU:er för att minska elektrisk energiförbrukning och formstorlek, vilket ger en 30-procentig ökning av effektiv energianvändning . Grävmaskin kan bearbeta upp till 15 % fler instruktioner per klocka jämfört med AMDs tidigare kärna Steamroller.

Funktioner och ASIC

Följande tabell visar funktioner hos AMD :s processorer med 3D-grafik, inklusive APU:er (se även: Lista över AMD-processorer med 3D-grafik ).

Plattform			Hög, standard och låg effekt														Låg och ultralåg effekt
Kodnamn	Server	Grundläggande						Toronto
	Server	Micro																Kyoto
	Skrivbord	Prestanda													Raphael
		Vanliga	Llano	Treenighet	Richland	Kaveri	Kaveri Refresh (Godavari)	Carrizo	Bristol Ridge	Raven Ridge	Picasso	Renoir	Cezanne		Raphael
		Inträde	Llano	Treenighet	Richland	Kaveri	Kaveri Refresh (Godavari)	Carrizo	Bristol Ridge	Raven Ridge	Picasso	Renoir	Cezanne
		Grundläggande																Kabini				Dalí
	Mobil	Prestanda										Renoir	Cezanne	Rembrandt	Dragon Range
		Vanliga	Llano	Treenighet	Richland	Kaveri		Carrizo	Bristol Ridge	Raven Ridge	Picasso	Renoir Lucienne	Cezanne Barceló	Rembrandt	Dragon Range	Fågel Fenix
		Inträde	Llano	Treenighet	Richland	Kaveri		Carrizo	Bristol Ridge	Raven Ridge												Dalí			Mendocino
		Grundläggande															Desna, Ontario, Zacate	Kabini, Temash	Beema, Mullins	Carrizo-L	Stoney Ridge	Dalí	Pollock		Mendocino
	Inbäddad			Treenighet		Vithövdad havsörn		Merlin Falcon , Brown Falcon		Stor hornuggla		Grå hök					Ontario, Zacate	Kabini	Stäppörn , Crowned Eagle , LX-Familjen		Prairie Falcon	Bandad tornfalk		River Hawk
Släppte			augusti 2011	oktober 2012	juni 2013	jan 2014	2015	juni 2015	juni 2016	oktober 2017	jan 2019	mars 2020	jan 2021	jan 2022	september 2022	jan 2023	jan 2011	Maj 2013	apr 2014	maj 2015	februari 2016	april 2019	juli 2020	juni 2022	nov 2022
CPU mikroarkitektur			K10	Piledriver		Ångvält		Grävmaskin	" Grävmaskin+ "	Zen	Zen+	Zen 2	Zen 3	Zen 3+	Zen 4		Bobcat	Jaguar	Puma	Puma+	" Grävmaskin+ "	Zen		Zen+	" Zen 2+ "
ÄR EN			x86-64 v1	x86-64 v2						x86-64 v3					x86-64 v4		x86-64 v1	x86-64 v2				x86-64 v3
Uttag	Skrivbord	Prestanda	—												AM5	—	—
		Vanliga	—					AM4						—	AM5	—
		Inträde	FM1	FM2		FM2+		FM2+ , AM4	AM4					—
		Grundläggande	—														—	AM1	—			FP5	—
	Övrig		FS1	FS1+ , FP2		FP3		FP4		FP5		FP6		FP7	?	?	FT1	FT3	FT3b		FP4	FP5	FT5	FP5	FT6
PCI Express- version			2.0			3.0								4.0	5.0	4.0	2.0				3.0
CXL			—														—
Fab. ( nm )			GF 32SHP ( HKMG SOI )			GF 28SHP (HKMG bulk)				GF 14LPP ( FinFET bulk)	GF 12LP (FinFET bulk)	TSMC N7 (FinFET bulk)		TSMC N6 (FinFET bulk)	CCD: TSMC N5 (FinFET bulk) cIOD: TSMC N6 (FinFET bulk)	TSMC 4nm (FinFET bulk)	TSMC N40 (bulk)	TSMC N28 (HKMG bulk)	GF 28SHP (HKMG bulk)			GF 14LPP ( FinFET bulk)		GF 12LP (FinFET bulk)	TSMC N6 (FinFET bulk)
Formarea (mm ² )			228	246		245		245	250	210		156	180	210	CCD: (2x) 70 cIOD: 122	178	75 (+ 28 FCH )	107		?	125	149			~100
Min TDP (W)			35	17				12				10		15	105	35	4.5	4	3,95	10	6			12	8
Max APU TDP (W)			100			95		65						45	170	54	18	25					6	54	15
Max lager APU basklocka (GHz)			3	3.8	4.1	4.1		3.7	3.8	3.6	3.7	3.8	4.0	3.3	4.7	4.3	1,75	2.2	2	2.2	3.2	2.6	1.2	3,35	2.8
Max APU per nod			1														1
Max kärndör per CPU			1												2	1	1
Max CCX per kärnform			1									2	1				1
Max kärnor per CCX			4										8				2	4			2			4
Max CPU -kärnor per APU			4									8			16	8	2	4			2			4
Max trådar per CPU-kärna			1							2							1					2
Heltals pipelinestruktur			3+3	2+2						4+2		4+2+1	1+3+3+1+2				1+1+1+1				2+2	4+2			4+2+1
i386, i486, i586, CMOV, NOPL, i686, PAE , NX bit , CMPXCHG16B, AMD-V , RVI , ABM och 64-bitars LAHF/SAHF
IOMMU			—	v2													v1		v2
BMI1 , AES-NI , CLMUL och F16C			—														—
MOVBE			—														—
AVIC , BMI2 , RDRAND och MWAITX/MONITORX			—														—
SME , TSME , ADX , SHA , RDSEED , SMAP , SMEP , XSAVEC, XSAVES, XRSTORS, CLFLUSHOPT, CLZERO och PTE Coalescing			—														—
GMET , WBNOINVD, CLWB, QOS, PQE-BW, RDPID, RDPRU och MCOMMIT			—														—
MPK , VAES			—														—
SGX			—														—
FPU per kärna			1	0,5						1							1				0,5	1
Rör per FPU			2														2
FPU rörbredd			128-bitars									256-bitars					80-bitars	128-bitars							256-bitars
CPU- instruktionsuppsättning SIMD- nivå			SSE4a	AVX				AVX2							AVX-512		SSSE3	AVX			AVX2
3DNu!			3DNow!+	—													—
PREFETCH/PREFETCHW
GFNI			—														—
AMX			—														—
FMA4 , LWP, TBM och XOP			—							—							—					—
FMA3			—														—
AMD XDNA			—														—
L1- datacache per kärna (KiB)			64	16				32									32
L1 datacacheassociativitet (sätt )			2	4				8									8
L1-instruktionscacher per kärna			1	0,5						1							1				0,5	1
Max APU totalt L1-instruktionscache (KiB)			256	128		192				256					512	256	64		128		96	128
L1-instruktionscacheassociativitet (sätt )			2			3				4		8					2				3	4			8
L2 cacher per kärna			1	0,5						1							1				0,5	1
Max APU totalt L2-cache (MiB)			4					2				4			16		1	2			1			2
L2-cacheassociativitet ( sätt)			16							8							16					8
Max on--die L3 cache per CCX (MiB)			—							4			16		32		—						4
Max 3D V-cache per CCD (MiB)										—					64	—							—
Max total cache i-CCD L3 per APU (MiB)										4		8	16		64								4
Max. totalt 3D V-cache per APU (MiB)										—					64	—							—
Max. kort L3-cache per APU (MiB)										—													—
Max totalt L3-cache per APU (MiB)										4		8	16		128								4
APU L3-cacheassociativitet ( sätt)										16													16
L3 cache-schema										Offer													Offer
Max. L4 cache			—														—
Max lager DRAM- stöd			DDR3 -1866		DDR3-2133			DDR3-2133, DDR4 -2400	DDR4-2400	DDR4-2933		DDR4-3200, LPDDR4 -4266		DDR5 -4800, LPDDR5 -6400	DDR5 -5200	DDR5 -5600, LPDDR5x -7500	DDR3L -1333	DDR3L-1600	DDR3L-1866		DDR3-1866, DDR4 -2400	DDR4-2400	DDR4-1600	DDR4-3200	LPDDR5-5500
Max DRAM- kanaler per APU			2														1					2	1	2
Max lager DRAM- bandbredd (GB/s) per APU			29,866		34,132			38.400		46,932		68,256		102.400	83.200	120 000	10,666	12.800	14,933		19.200	38.400	12.800	51.200	88 000
GPU mikroarkitektur			TeraScale 2 (VLIW5)	TeraScale 3 (VLIW4)		GCN 2:a gen		GCN 3:e gen		GCN 5:e gen				RDNA 2:a gen		RDNA 3:e gen	TeraScale 2 (VLIW5)	GCN 2:a gen			GCN 3:e gen	GCN 5:e gen			RDNA 2:a gen
GPU- instruktionsuppsättning			TeraScale instruktionsuppsättning			GCN-instruktionsuppsättning								RDNA-instruktionsuppsättning			TeraScale instruktionsuppsättning	GCN-instruktionsuppsättning							RDNA-instruktionsuppsättning
Max lager GPU basklocka (MHz)			600	800	844	866		1108		1250	1400	2100		2400	400		538	600	?	847	900	1200	600	1300	1900
Max lager GPU bas GFLOPS			480	614,4	648,1	886,7		1134,5		1760	1971.2	2150,4		3686,4	102,4		86	?	?	?	345,6	460,8	230,4	1331,2	486,4
3D-motor			Upp till 400:20:8	Upp till 384:24:6		Upp till 512:32:8				Upp till 704:44:16		Upp till 512:32:8		768:48:8	128:?:?		80:8:4	128:8:4			Upp till 192:12:8	Upp till 192:12:4	192:12:4	Upp till 512:?:?	128:?:?
3D-motor			IOMMUv1			IOMMUv2											IOMMUv1		?		IOMMUv2
Videoavkodare			UVD 3.0			UVD 4.2		UVD 6.0		VCN 1.0		VCN 2.1	VCN 2.2	VCN 3.1		?	UVD 3.0	UVD 4.0	UVD 4.2	UVD 6.0	UVD 6.3	VCN 1.0			VCN 3.1
Videokodare			—	VCE 1.0		VCE 2.0		VCE 3.1		VCN 1.0		VCN 2.1	VCN 2.2	VCN 3.1		?	—	VCE 2.0		VCE 3.1		VCN 1.0			VCN 3.1
AMD Fluid Motion
GPU energibesparing			Maktspel	PowerTune													Maktspel	PowerTune
TrueAudio			—										?				—
FreeSync			—			1 2											—	1 2
HDCP			?			1.4				2.2				2.3			?	1.4				2.2			2.3
Spelklar			—							3.0 inte än							—					3.0 inte än
Skärmar som stöds			2–3	2–4				3		3 (dator) 4 (mobil, inbäddad)		4					2				3	4		4
`/drm/radeon`									—												—
`/drm/amdgpu`			—														—

Processorer

APU linjer

Det finns tre APU- linjer tillkännagivna eller släppta:

Budget- och vanliga marknader (dator och mobil): Carrizo APU
- Carrizos mobila APU:er lanserades 2015 baserade på Excavator x86-kärnor och med heterogen systemarkitektur för integrerad uppgiftsdelning mellan CPU:er och GPU:er , vilket gör att en GPU kan utföra beräkningsfunktioner, vilket påstås ge större prestandaökningar än att enbart krympa funktionsstorleken.
- Carrizo stationära APU:er lanserades 2018. Den vanliga produkten (A8-7680) har 4 grävmaskinskärnor och en GPU baserad på GCN1.2-arkitektur. Dessutom lanseras en APU på ingångsnivå (A6-7480) med 2 grävmaskinskärnor.
Budget- och vanliga marknader (dator och mobil): Bristol Ridge och Stoney Ridge (för bärbara datorer på ingångsnivå), APU:er
- Bristol Ridge APU:er använder socket AM4 och DDR4 RAM
- Bristol Ridge APU:er har upp till 4 grävmaskins CPU-kärnor och upp till 8 3:e generationens GCN GPU-kärnor
- Upp till 20 % högre CPU-prestanda jämfört med Carrizo
- TDP på 15W till 65W, 15–35W för mobil
Företags- och servermarknader: Toronto APU
- Toronto APU för server- och företagsmarknader innehöll fyra x86 Excavator CPU - kärnmoduler och Volcanic Islands integrerade GPU-kärna.
- Grävmaskinens kärnor har en större fördel med IPC än Steamroller . Förbättringen är 4–15 %.
- Stöd för HSA / hUMA , DDR3 / DDR4 , PCIe 3.0 , GCN 1.2
- Toronto APU fanns i BGA- och SoC -varianter . SoC-varianten hade sydbryggan på samma dyna som APU:n för att spara utrymme och ström och för att optimera arbetsbelastningen.
- Ett komplett system med en Toronto APU skulle ha en maximal effektförbrukning på 70 W.

CPU Desktop-linjer

Det finns inga processorer Steamroller (3:e gen Bulldozer ) eller Excavator (4:e gen Bulldozer) arkitekturer på avancerade skrivbordsplattformar.

Excavator CPU for Desktop tillkännagavs den 2 februari 2016, med namnet Athlon X4 845. Under 2017 lanserades ytterligare tre stationära CPU:er (Athlon X4 9x0). De kommer i Socket AM4, med en TDP på 65W. Faktum är att de är APU:er med sina grafikkärnor inaktiverade.

Lista över stationära grävmaskiner CPU:er
varumärke namn	Modell siffra	Koda namn	Frekv. (GHz)		Kärnor	TDP (W)	Uttag	Cache		PCI Express 3.0	Relativ IPC	Låst
varumärke namn	Modell siffra	Koda namn	Bas	Turbo	Kärnor	TDP (W)	Uttag	L1D	L2	PCI Express 3.0	Relativ IPC	Låst
Athlon X4	845	Carrizo	3.5	3.8	4	65	FM2+	4x 32KB	2x 1 MB	x8	1.0	Ja
	940	Bristol Ridge	3.2	3.6			AM4			x16	1.1	Nej
	950		3.5	3.8
	970		3.8	4.0

Serverlinjer

AMD Opteron färdplaner för 2015 visar grävmaskinsbaserade Toronto APU och Toronto CPU avsedda för 1-processor (1P) klusterapplikationer:

För 1P webb- och företagstjänsterkluster:
- Toronto CPU – fyrkärnig x86-grävmaskinarkitektur
- planer för Cambridge CPU – 64-bitars AArch64 kärna
För 1P Compute och Media Clusters:
- Toronto APU – fyrkärnig x86 grävmaskinsarkitektur
För 2P/4P-servrar:
- Warszawa CPU – 12/16 kärnor x86 Piledriver (andra generationens bulldozer) ( Opteron 6338P och 6370P )
- inga planer för Steamroller (3:e gen Bulldozer ) eller Excavator (4:e gen Bulldozer) arkitekturer på avancerade multiprocessorplattformar

Allmän information
Lanserades	2 juni 2015 ; 7 år sedan ( 2 juni 2015 )
Vanliga tillverkare	AMD
Arkitektur och klassificering
Tekniknod	28 nm bulkkisel (GF28A)
Instruktionsuppsättning	AMD64 ( x86-64 )
Fysiska specifikationer
Uttag	Sockel FM2+ (Carrizo) Sockel AM4 (Bristol Ridge) Socket FP3 (µBGA)
Produkter, modeller, varianter
Kärnnamn	Carrizo Bristol Ridge Stoney Ridge
Historia
Företrädare	Steamroller – Family 15h (3:e generationen)
Efterträdare	Zen
Supportstatus
iGPU stöds inte