domingo, 19 de junho de 2011

AMD LLANO Tech Day – parte 2 por dentro da APU Llano

Finalmente posso falar do Llano, e há muito por falar. Desculpo-me com os leitores, pois confundi a data do embargo das informações, era dia 14 e não dia 18. Erro meu. Paciência, mas vamos em frente que o assunto é quente!! Até rimou!


O começo de tudo é a compra da ATI pela AMD anos atrás. O mercado torceu o nariz e não entendeu direito. A AMD se reestruturou, delegou a fabricação dos valiosos chips para a Global Foundries e manteve para si a nobre tarefa de conceber e projetar as CPUs, GPUs, etc. Havia um objetivo estratégico com a compra que seria fundir as tecnologias de CPU e GPU em um produto único, versátil, poderoso e inovador. E não por acaso este novo tipo de chip passou a ser denominado FUSION, fruto da fusão de duas áreas até então distintas da tecnologia.

A concorrente Intel lançou processador com GPU integrada de boa qualidade, mas arquiteturalmente são dois chips encapsulados juntos, sem compartilhar o “motor” para as duas funções. Isso não tira o mérito da Intel, de forma alguma, apenas caracteriza uma maneira distinta de atacar o mesmo problema. E a solução da AMD demorou mais um pouco porque é mais profunda, mais integrada. A espera valeu a pena.

A começar pelo nome, que agora é diferente, estão as inovações. Não mais CPU, não mais GPU e sim APU que significa “Accelerated Processing Unit”, ou seja, Unidade de Processamento Acelerada. No começo de 2011 chegou a primeira leva desta nova arquitetura, cuja plataforma foi denominada BRAZOS. Consistia da primeira geração de APUs FUSION de baixo consumo (cerca de 9W na série C e 18W na série E) visando o mercado de ultra portabilidade ou notebooks pequenos, do tamanho de netbooks, mas muito melhores.  Um bom exemplo são os SONY VAIO Série Y lançados no Brasil fevereiro passado.

Isso dá margem para outra discussão. Quando a AMD comprou a ATI e anunciou que trabalharia na direção do FUSION eu imaginava que estes chegariam primeiro para os Desktops e não notebooks. Mas neste meio tempo o mercado mudou rápido e já se vende mais notebooks que desktop no mundo e no Brasil falta pouco para isso acontecer.  Isso fez também crescer a demanda por notebooks com melhor qualidade gráfica. Em 2010 50% dos notebooks tinham recursos gráficos mais sofisticados e se prevê que em 2014 serão 85%. Isso somado a mais alguns aspectos técnicos explicam o porquê das APUs Fusion terem nascido primeiro paro o mercado de dispositivos móveis.

Assim foi cumprida a promessa do Fusion,  integrar CPU e GPU, em um processador de alta capacidade que poderia em um notebook prover até 10 horas de vida de bateria : “Supercomputer power in a notebook that lasts all day”.

Conhecendo melhor o LLANO

LLANO é codinome desta geração de APUs de 32 nm para notebooks (e em breve também para desktops) mais potentes (série A) enquanto Brazos é a APU para notebooks menores, ou nebooks, mas com desempenho diferenciado. Há um conjunto de características comuns aos produtos desta geração :


- Brillant HD : desempenho equivalente a soluções com placa de vídeo discreta em toda a faixa de preços de APUs . Conta com suporte a DirectX 11 (interface gráfica para jogos mais atual), suporte a mais de um monitor e “AMD Steady Video” para estabilizar filmagens tremidas.

- Supercomputer in a Notebook : dispõe de modelo Quadcore (série A8 e A6), com modo “turbo” automático (overclock sob demanda – Turbo Core)  e até 400 cores RADEON para desempenho do sistema de vídeo.


- AMD All Day Power : mais de 10 horas de vida de bateria com uma experiência visual diferenciada. Capaz de reproduzir dois filmes inteiros em Blu-ray  sem necessidade de recarga de bateria.


Estes são resumidamente os pontos de destaque mais visíveis do LLANO. Mas há razões que os explicam que merecem ser consideradas s explicadas com mais detalhes.

Detalhando um pouco mais

Uma APU Llano é composta por vários subsistemas integrados:

- Controlador de memória DDR3 que, aliás, já faz um bom tempo que a AMD moveu esta importante parte de um PC para o processador trazendo grande benefício em desempenho.

- “Northbridge” que gerencia a comunicação com as interfaces de comunicação (barramento PCI Express) e com a memória.

- Os dois núcleos de processamento (CPUs) ou quatro núcleos no caso da APU A8 ou A6

- Cache L2 de 1 Mb para cada núcleo/CPU

- GPU contendo até 400 stream processors (Radeon Cores) mais interface com display

- UVD – Unified Video Decoder para processar e decodificar vídeo

- Gerenciamento de interfaces  PCI-Express

- Suporte nativo a USB 3.0

- Alta velocidade de acesso à memória. Até 25.6 GB/s para notebooks e 29.8 GB/s para desktop

- Memória operando em “dual-channel”, suporte a até 32 GB de memória para notebooks (usando 2 módulos de 16 GB) e 64 GB em desktops (usando 4 módulos de 16 GB)




É diferencial nesta arquitetura o “Fusion Compute Link”, assim a parte gráfica (GPU) do chip pode acessar a memória compartilhada com a CPU que tem um grande impacto na velocidade de processamento  de aplicações que usam GPGPU (cálculo intensivas) e OpenCL (mais detalhes adiante).  No final isto se traduz em desempenho sensivelmente melhor para gráficos e jogos que a solução HD 3000 dos processadores Intel com gráficos integrados.

Na prática isso faz surgir no mercado notebooks com faixa de preço “de entrada” (cerca de US$ 700 nos EUA) com bom desempenho para jogos, mesmo com a grande parte das configurações e melhorias visuais ligadas. Isso não era possível até então.

Projetado para usar pouca energia

São diversas tecnologias que nasceram junto com o Llano para que a APU gaste o mínimo de energia ao mesmo tempo em que entrega o desempenho necessário:

- CPU Power Gating : permite que determinado(s) núcleo(s) da CPU sejam completamente desligados, seja por inatividade ou por comando explícito enviado pelo sistema operacional (OS Halt).

- GPU  dynamics power gating : núcles da GPU vão sendo desligados se determinado intervalo de inatividade são atingidos. Da mesma forma também são desligados o UVD (decodificador de vídeo) e áreas de memória da GPU.

- Display Power optimizations: algoritmo capaz de aos poucos ir reduzindo a intensidade da luz de fundo da tela enquanto aumenta seletivamente a intensidade e brilho de pontos (pixels) identificados como importantes para a percepção da imagem. Dessa forma reduzindo o uso de energia e mantendo a imagem a mais fiel possível.

Na imagem abaixo podem ser vistos alguns destes cenários, com partes da APU desligada. Trata-se de uma imagem térmica, assim a cor azul indica locais mais frios (desligados) e a parte verde indica funcionamento normal.


Este gerenciamento de energia é feito de forma contínua e dinâmica. A figura abaixo mostra a variação do uso e energia ao longo do tempo. Veja que em situação “normal”, sem maior demanda a energia gasta nem se aproxima do máximo (TDP). Isto é importante ser notado para que se entenda como funciona o próximo tópico que explicarei que será o Turbo Core.



Turbo Core – extraindo o máximo possível da APU

A ideia é genial e não é nova. Tanto AMD como INTEL têm tecnologias que permitem avaliar a “sobra” existente no chip como um todo e acelerar alguns núcleos na medida em que seja necessário maior desempenho. AMD chama de Turbo Core, Intel chama de Turbo Boost. A figura mostrada acima exibe estas “sobras” que podem ser usadas. Mas a AMD trouxe novidades notáveis para este recurso.

Em primeiro lugar no Llano existe um sistema que digitalmente mede a atividade e estima o consumo total chamado Digital APM Module. Desta forma consegue inferir quanto pode aumentar a frequência para acelerar o processamento. O Turbo Boost da Intel, segundo a AMD, utiliza a temperatura para esta função que é menos precisa (sujeita às variações ambientais).

Mas o que me pareceu muito interessante a forma como o gerenciamento é feito. Consegue balancear o consumo de energia, pelo aumento de frequência (clock) da APU, entre a CPU e a GPU. Assim se o programa em execução demanda mais processamento e a GPU está “aliviada” a GPU perde frequência e a CPU aumenta. Se a GPU é mais exigida que a CPU esta em seu clock aumentado e a CPU tem sua frequência diminuída. Isso  tudo em tempo real, instante a instante. Isso é bem ilustrado na sequência de imagens abaixo.





Posicionamento de Mercado

A AMD procura orientar o mercado em relação às equivalências com processadores da concorrente Intel. Assim a APU A8 se situa entre os mais rápidos Core i5 e os Core i7 de entrada. A APU A6 se situa entre os mais velozes Core i3 e os Core i5 mas simples. E finalmente a APU Llano A4 equivale aos Core i3 mais simples e medianos. Este posicionamento é feito por critérios técnicos e econômicos, ou seja, pelo preço estimado do PC com estas soluções.


São duas APUs A4, duas APUs A6 e 3 APUs A8. As A6 e A8 contam com CPU de 4 núcleos (quadcore) e 4 MB de memória cache (1 MB por core). São 3 APUs A8 porque uma delas, a A8-3500M, de clock mais baixo (1.5 Ghz Turbo Core até 2.4 Ghz ), tem menor consumo (35W) . E toda a série A8 dispõe de 400 “Radeon Cores”, ou seja, 400 núcleos de processamento gráfico.

Na tabela abaixo estão expostos todos os modelos de APUs Llano com suas características principais.


E o desempenho?? E os testes?? 

As APUs Llano pretendem conquistar o mercado por suas características  de alto desempenho gráfico, processamento e pela economia de energia. Para explicar melhor e mostrar como é o comportamento destas APUs este texto será dividido ainda em mais 2 partes.

No texto seguinte (parte 3) apresentarei diversos cenários nos quais as APUs foram testadas, programas, jogos, codificação de vídeo, etc. Serão dados compilados e apresentados pela própria AMD.

O outro texto (parte 4)  será especial!  A AMD forneceu para testes um notebook com a plataforma “Sabine”, com APU Llano. Este já está comigo sendo testado. Assim a última parte desta sequência será um texto extenso e detalhado com este notebook, espremendo o máximo que conseguir de informações. Já estão convidados para esta sequência!!



Outros artigos que escrevi sobre AMD, VAIO, FUSION ou VISION:


SONY série Y com AMD FUSION chega ao mercado
AMD Llano & Abu Dhabi Yas Marina – dicas e curiosidades
AMD LLANO Tech Day – parte 2 por dentro da APU Llano
AMD LLANO Tech Day – parte 3 – O desempenho da APU
AMD LLANO Tech Day – parte 4 – O TESTE REAL e completo
SONY VAIO VPC EE47FB – Poderoso e Multimídia - Avaliação Resumida
SONY VAIO VPC EE47FB – Poderoso e Multimídia - Avaliação Completa


7 comentários:

  1. boa tarde, venho acompanhando seus textos e colunas e você está de parabéns. sempre com bons assuntos para discursão...
    mas vai uma dica, está demorando muito pra postar a outras partes da tecnologia fusion, uma vez q vc começou a parte 1 sem nada de interesante, apenas com uma breve amostra da cidade em q vc estava.no mais muito obrigado e estou ancioso pelas proximas partes......

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  2. Caro Ronny muito obrigado pela força e suas palavras!! Mas se tivesse lido o primeiro texto sobre o LLANO, logo no PRIMEIRO PARÁGRAFO teria visto que eu estava PROIBIDO de falar qualquer coisa sobre o LLANO até dia 18/06. Dia 19/06 publiquei a segunda parte do texto a qual serão seguidas por outras duas. Aquele primeira parte, inútil segundo você foi tudo que pude fazer e tenho com um dos textos mais legais que pude fazer, apesar de não ser sobre informática. Eu o convido a voltar aqui em uma semana para ver a terceira parte do artigo sobre o LLANO.

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  3. olá tudo bem?! obrigado pela resposta...acredoito que seja pelo fato da anciosidade, esatou muito ancioso pelos proximos artigos. sou técnico em hardware e adoro tecnologia ainda mais essas que são revolucionárias. espero que a Amd tenha realmente acertDO COM O FUSION.. ABRAÇO....

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  4. Muito boa sua coluna. Sempre acompanho seus artigos. Sou um usuário que trabalha com Geoprocessamento e nesse ramo precisamos trabalhar com o bons equipamentos. Gostaria de saber se os Fusion seriam uma boa aquisição para quem trabalha com Sistemas de Informação Geográfica. As aplicações são semelhantes aos que trabalham com AutoCAD, sendo mais exigente em vários casos.
    Parabenizo novamente pela sua coluna.

    Luiz Paiva

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  5. Caro Anônimo muito obrigado por suas gentis palavras!!
    Estou com um notebook LLANO em testes. Sensacional!! Mas principalmente se os programas que você for usar tiverem opção para uso conjunto com GPU, nessa situação o LLANO BRILHA!! Caso contrário é um bom sistema, bom processador, mas o destaque é menor. Veja se seu programas são acelerados por GPU, se forem... será ótimo!!

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  6. Estive lendo vários textos sobre as tecnologias mais recentes de processadores e este é, seguramente, um dos melhores que lí. Bem escrito e detalhado, sem rodeios e fanatismos. Parabéns.

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  7. Caro Anônimo, muito obrigado por sua palavras. Tenho esta postura nos textos que escrevo e se é visto assim e valorizado, fico super satisfeito!! Abraços

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