Kaveri Test: AMD A10-7850K und A10-7700K (3/10)

Compute Cores im Detail

Wie bereits angesprochen, setzen sich die Compute Cores der "Kaveri"-APUs aus den CPU Cores und den GPU Cores zusammen. Erstere folgt in der Ausbaustufe "Steamroller" seinem Vorgänger "Piledriver" in den "Richland"-APUs, die Module beherbergen wie bisher auch zwei x86 Cores samt Flex-FPU. AMD setzt bei den CPU Cores also auf die Evolution und macht in einem Detail sogar einen Schritt zurück: Jedes der beiden x86 Integer-Units in einem "Steamroller"-Modul wird von einem eigenen Decoder gefüttert. Bei "Piledriver" mussten sich die beiden Cores noch einen Decoder teilen, was mitunter dazu führte, dass einer der Kerne in einem Modul hungerte und die Performance der "Trinity"- und "Richland"-APUs litt.

Aber auch an anderen Stellen hat AMD nachgelegt. Im Frontend wurden Cache-Misses reduziert, die Sprungvorhersage macht weniger Fehler, die Effizienz des Scheduling steigt. Die Versorgung der Pipelines mit maximaler Breite pro Thread wurde erhöht und auch beim Store Handling sollen sich größere Verbesserungen einstellen. Im Ergebnis werden die Kerne also schneller mit Aufgaben versorgt, die bei "Bulldozer" und "Piledriver" mithin kritisierte Einzelkernleistung soll verbessert werden und das ganze führt zu einer Verbesserung der Performance-Per-Watt. Kurz gesagt: Bis zu 20 Prozent mehr IPC soll "Steamroller" gegenüber "Piledriver" liefern, im Schnitt mehrerer Anwendungen ermittelte AMD rund 10 Prozent gesteigerte IPC. Ob das genügt, um die geringeren Taktraten wett zu machen, zeigen unsere Benchmarks.

Weniger Evolution, dafür mehr Revolution bietet "Kaveri" mit den GPU Cores. Hier bietet AMD erstmals in APUs für Desktopsysteme die Graphics Core Next (GCN) Architektur auf. Dabei lässt sich AMD nicht lumpen, die für "Kaveri" gewählte Entwicklungsstufe von GCN ist die aktuellste, so wie sie auch in den diskreten Grafikkarten der R9 Serie ("Hawaii") zu finden ist. Das bedeutet, dass natürlichauch weitere Beschleuniger wie UVD, VCE und erstmals bei APUs auch TrueAudio bei "Kaveri" mit an Bord sind.

Eine wesentliche Neuerung von "Hawaii" und somit "Kaveri" ist, dass bis zu acht Asynchronous Compute Engines (ACE) die GPU Cores mit Compute-Aufgaben versorgen können. Jede der ACEs kann wiederum aus bis zu acht Puffern die GPU Cores mit Arbeit versorgen. Die ACEs arbeiten dabei parallel mit dem Graphics Command Prozessor, sodass die GPU Cores simultan mit Compute- und Rendering-Aufgaben versorgt werden können und dadurch bestmöglich ausgelastet werden. Ein Beispiel dafür wäre in etwa die simultane Berechnung von Physik und Bild in einem 3D-Spiel.

Damit aus CPU Cores und GPU Cores schließlich Compute Cores werden, bedarf es eines gemeinsamen Nenners. Diesen stellt der gemeinsame, kohärente Speicheradressraum für CPU und GPU dar. Die Cores können einfach gesagt jeweils den selben Arbeitsspeicher bedienen, ohne dass wie bislang Daten für die GPU Cores exklusiv zur Verfügung gestellt werden müssen und sich - bis die GPU mit ihrer Arbeit fertig ist - somit dem Einfluss der CPU Cores entziehen. Dies ist ein HSA-Feature, das wir im Folgenden genauer erörtern.