实现统一寻址 AMD新一代Kaveri APU评测

Posted 2023-03-27

参考技术A

　　【IT168 评测】今年年初的CES上,AMD正式公布了第三代APU——Kaveri，这是自2011年APU诞生以来最重要的一次更新，它不仅首次使用GCN架构GPU核心，同时也是首款支持HSA异构运算的APU，实现了CPU与GPU的统一寻址，让异构运算上升到了一个新的层次。

　　不过首批Kaveri并未登录移动平台，而是率先进军DIY市场，AMD于1月份更新了旗下台式机处理器。在经过了半年的等待，专为笔记本电脑打造的Kaveri APU终于在2014台北电脑展正式发布。

▲移动版Kaveri APU的新特性

　　针对笔记本电脑打造的Kaveri最高提供4个“压路机”X86心与8个GCN架构GPU核心，支持Mantle技术，支持DirectX11.2，多媒体加速器升级至UVD4.2\\VCE2.0，加入AMD TrueAudio技术，最高型号支持第三代PCI-E接口、DDR3-2133内存。

▲加入AMD TrueAudio技术

　　众多的硬件更新配合AMD先进的软件技术为大家带来了更卓越的使用体验，作为新一代APU，Kaveri与上代产品一样，支持AMD快播技术、视频防抖技术、手势控制以及脸部登录，除此以外，Kaveri还新增了一项音频体验——AMD TrueAudio技术，它是由集成在Kaveri内部的一个专门核心控制，在对声音进行特殊优化时，效率更高且不占用CPU资源。

▲进军移动商用市场

　　在产品布局上，Kaveri针对家用娱乐市场提供标准电压A系列APU和低功耗A系列APU，并且首次在移动平台APU中加入了顶级的FX系列，是移动版Kaveri的最高规格APU。

　　与此同时，AMD还首次进军移动商用PC领域，推出了专门为商用笔记本打造的AMD PRO系列APU，可以说AMD Kaveri APU是AMD有史以来最重要的产品之一，不仅技术先进、理念超前，而且产品全面覆盖面广阔。

重新设计内核 12个计算核心不是梦

▲4个CPU核心与8个GPU核心

　　Kaveri作为新一代APU为大家提供了4个“压路机”架构CPU核心和8个GCN架构的GPU核心，总共具备12个可用的处理核心，每一个核心都可以独立使用，尽管CPU和GPU的架构不同，但在AMD强大的异构系统中，这12个核心被有效利用起来，从而实现更高的运算能力，于是AMD将这12个运算核心统称为“计算核心（COMPUTE CORE）”。

▲CPU核心的改进

　　当然在先进异构运算架构之下，每一个核心运算性能的强弱也是非常重要的。就CPU核心而言，Kaveri集成了两个双核模块设计的“压路机”架构CPU，与之前的“打桩机”核心相比，“压路机”在指令提取上可以降低30%的i-Cache丢失率、降低20%的分支预测错误率、调度器工作效率提升至少5%～10%，每线程最大派遣带宽提升25%以上，最终获得了更强的单核执行能力和更高的每瓦性能。

▲KAVERI更注重图形性能

　　除了CPU的改进以外，Kaveri在图形处理核心方面也进行了升级，它首次将GCN架构显示核心集成到APU当中，并且分别配了47%的晶体管专门用于显卡，由此可见，Kaveri非常注重图形处理能力。

▲GCN架构显卡核心

▲提供8个异步计算引擎

　　Kaveri集成有8个GCN架构显卡核心，每个核心拥有独立的分支和信息单元、向量寄存器、调度器、矢量单元、标量单元、纹理过滤单元等结构，同时Kaveri的GPU部分还具备八个异步计算引擎，每个引擎可管理多达八个队列，可与显卡控制处理器并行运行，独立调度和任务分配，从而实现高效多任务处理。

CPUGPU统一内存寻址 释放全部计算潜能

　　毫无疑问，CPU与GPU的改进让KAVERI获得了更强的性能，不过CPU与GPU实现统一寻址才是KAVERI最引人注目的地方。

　　Kaveri支持的HSA（Heterogeneous Systems Architecture）架构能够让APU中的CPU和GPU通过hUMA技术实现内存统一寻址，GPU和CPU对整体内存空间相互可见，并可同时访问，从而提升APU整体的运算能力。这样做的好处就是可以让CPU和GPU更好的协同工作，更加灵活的调度资源，提升APU整体的计算效能，从而大幅降低之前因独立内存寻址而带来的延迟效应。

▲统一内存寻址

　　那么啥叫统一寻址呢？简单说就是CPU和GPU可以共享内存资源，在过去没有统一寻址的时候，内存中划拨了固定大小的区域给显卡做显存，剩下的部分留给CPU使用，虽然都是在同一个内存空间内，但CPU不能直接访问用作显存的部分，当CPU需要GPU去算个啥的时候，它需要先把数据拷贝到显存中，然后GPU做处理，完成以后的结果回传给CPU使用。这样一来造成了多次数据传输，耗费了系统资源，增加了数据出错的几率，二来存储空间分配不够智能，划分出去的显存太大就会造成浪费，过小就会不够用，同时也不好进一步分配。

▲hUMA实现统一寻址

　　AMD最新的Kaveri通过hUMA技术实现了CPU与GPU统一寻址，CPU和GPU能够共享同一个内存存储空间，并且CPU可直接存取GPU的存储地址，就好象是一栋建筑里的两个快递员给A座和B座客户送快递，其中A座里的门牌号写的是数字，B座的门牌号写的是莫尔斯电码，给A座送快递的兄弟只认识数字，给B座送东西的帅哥只明白莫尔斯电码，当A座的人要寄个快递给B座，A座的快递员由于看不懂莫尔斯电码，所以没法找到具体的地址，只能先收货再传给B座的快递员去派送，这就是过去没有统一寻址时的工作方式。

　　而现在hUMA把B座的门牌号变成了数字，并且教会了B座快递员识数，这时A座与B座的门牌号是一致的，两个快递员都能够看懂，这就是统一寻址，CPU和GPU就像是这两个快递员，这栋大楼就是内存，A座和B座就是分割出来给CPU和GPU的存储空间，从前两者的地址编码不一样，互通有无很麻烦，hUMA把它们都换成统一的内存地址，不仅让CPU部分跟GPU部分数据交互更直接，同时还可动态分配内存空间，提升内存利用率。

▲APU效率更高

　　可以说hUMA技术解决了系统中不同种类计算核心在读取和访问内存之间的障碍，彻底将CPU和GPU绑在了一起，对异构运算起到了积极的作用，让CPU和GPU的融合更进一步。

升级多媒体加速器 加入独立音效核心

　　现在的处理器集成度非常高，它不仅集成了CPU运算单元、GPU运算单元，而且还集成了许多专门的模块用于处理特定的数据，比如多媒体加速器。

▲KAVERI升级了多媒体加速器

　　众所周知，视频编解码是非常耗费系统资源的，很多用户都会记得在1080P普及之初，许多电脑播放全高清视频的时候会非常不流畅，这是因为那时没有专门用于视频解码的核心支持，全靠CPU软解，占用大量的系统资源，于是新一代CPU不仅仅提升了运算能力，同时还加入专门用于视频编解码的内核，这就是多媒体加速器。

▲视频编码升级至VCE 2

　　在视频编码引擎部分， Kaveri升级至VCE2，支持H.264 YUV420（I, P & B帧）、H.264 SVC暂存编码以及VCE DEM（显示编码模式），新增用于60GHz无线显示的H.264 YUV444 （I帧）。

▲统一视频解码升级至UVD4

　　

在解码的部分， Kaveri支持H.264 / AVCHD w/改善纠错、VC-1 / WMV profile D、MPEG-2、Multi-View Codec (MVC)、MPEG-4/DivX，与之前的UVD3相比，改进不是很大，仅增强了H.264/AVCHD视频解码的纠错能力。

▲新增AMD TRUEAUDIO技术

　　既然是多媒体加速器，除了图形图像以外， Kaveri首次为APU加入专门处理音频的内核，提供AMD TRUEAUDIO 技术，它可以将双声道信号模拟生成更具方向感的多声道音频，在嘈杂的环境中能识别出主要的声音，降低周围噪音的分贝，增强声音的清晰度，在娱乐与视讯通话领域为用户提供更优质的服务。

降低功耗进军商用PC 首推移动版FX系列

　　在了解了AMD  Kaveri APU众多更新与特性以后，下面我们来看看新一代移动版APU究竟包括了那些具体型号。

▲AMD新一代移动版APU的型号汇总

从上面这张AMD新一代移动APU的汇总表上可以看到三个亮点：

◆AMD FX-7600P与AMD FX-7500
◆A系列商用ULV APU
◆ULV APU的TDP低至19W和17W

▲首推移动版FX系列

　　首先说说FX-7600P。FX系列对于关注DIY的用户并不陌生，它是AMD台式机处理器中定位最高的型号，也是超频玩家最喜欢的超频利器，不过到Kaveri之前，FX的名字从未出现在AMD移动平台处理器上，而FX-7600P是AMD首款移动平台APU，也是AMD迄今为止性能最强的笔记本处理器，而AMD FX-7500是低功耗APU中的旗舰，主要针对超轻薄笔记本市场。

　　在参数上，FX-7600P融合Radeon R7单显，具有12个计算核心（4CPU核心+8GPU核心），基础频率2.7 GHz，最大智能超频3.6 GHz，最高支持DDR3-2133内存，TDP 35W，支持第三代PCI Express，其性能表现非常令人期待。

　　除此以外，A系列标准电压APU主要针对高性能笔记本电脑设计，最大热设计功耗为35W，而低电压系列主要针对超薄笔记本，热设计功耗仅为19W，较上一代产品的25W，降低了了6W，在保证处理能力充足的同时，降低了整机发热量，提升产品的续航能力。

▲针对商用市场推出的AMD PRO系列APU

　　与此同时我们还看到了一个新系列，那就是AMD A系列商用低电压APU，这是AMD首次针对商用市场推出的移动平台APU，与普通版APU相比，他的名字后面多了个“Pro”，这三个字母意味着AMD商用系列APU在性能、耐用和稳定方面可以提供更出色的表现，以满足商务用户在可靠性和工作效率方面的要求。

AMD FX-7600P现身 12核APU性能首测

　　通过前面的介绍，我们对Kaveri有了比较全面的了解，接下来我们针对Kaveri系列中最顶级的AMD FX-7600P APU进行更加深入的测试。

▲AMD FX-7600P

　　上面这张图片比较全面的展示了AMD FX-7600P的参数细节，其设计热功耗为35W，具备12个计算核心（COMPUTE CORE），其中包括4个“压路机”X86核心与8个GCN架构GPU核心，集成Radeon R7单显。

　　除了AMD FX-7600P以外，这次测试的样机配备了三星256 GB固态硬盘，配备两条镁光4GB DDR3-1866内存，其存储系统达到了目前笔记本电脑的最高水平，能够最大限度发挥出AMD FX-7600P的性能。

◆CINEBENCH R11.5

▲CPU性能提升接近1倍！

　　CINEBENCH R11.5是目前最流行的CPU和GPU测试系统，对于此次测试来说，我们主要关注CINEBENCH R11.5的CPU多核心测试成绩，从结果可以明显看到，AMD FX-7600P的CPU多核心处理能力比上一代A10-5750M提升了近一倍！

◆Musemage

　　Musemage是全球首款支持GPU加速的图像处理软件，它包含有一系列先进的功能和一个易用的用户界面，当用户处理照片时，Musemage可以利用CPU与GPU协同操作，从而获得更快的处理器速度。

▲新一代APU较之前的产品可以节约30%的处理时间

　　在此项测试中，Musemage对一张照片进行了降噪、锐化、模糊、自动对比度、白平衡以及其他的多项处理，最终配备AMD FX-7600P APU集成Radeon R7单显的样机获得了5302分的总成绩，处理耗时为18859ms ,而上一代A10-5750M APU + HD8570M独显此项测试成绩为3750分，耗时26661ms，也就是说新一代APU较之前的产品可以节约30%的处理时间。

◆PCmark 8

　　PCmark 8是新一代整机综合性能基准测试软件，它针对不同的应用模式提供了Home、Creative、Work、Storge和Applications五种不同的测试。其中的Storge主要测试的是电脑的存储效能和稳定性，而Applications则主要针对微软Office等第三方软件所进行的测试。对于普通家用户来说，Home的测试更具参考价值，所以我们在这一模式下对样机进行了测试。

▲PCmark 8成绩

　　从测试结果来看，配备AMD FX-7600P的笔记本取得了3023分的总成绩，这说明它的运算性能较强，整机综合素质比较出色，对于日常网页浏览、视频播放、视频转码、游戏等方面都能提供较好的支持。

融合单显性能强 游戏性能直逼独显

　　作为新一代旗舰级APU，AMD FX-7600P不光是CPU部分处理能力翻倍，而且它内置的Radeon R7单显性能也非常抢眼。

　　Radeon R7单显拥有8个GCN架构GPU核心，支持Direct X11.2，最大频率686MHz，支持Mantle技术，多媒体加速器升级至UVD4.2\\VCE2.0，加入AMD TrueAudio技术，最高型号支持第三代PCI-E接口、DDR3-2133内存。

◆3Dmark 11

▲3Dmark 11测试结果

　　对于评判显卡游戏性能的高低而言，3Dmark绝对是目前最专业最权威的基准测试程序，它的测试结果具有非常重要的参考价值。对于Radeon R7单显来说，在3Dmark 11的测试中，其图形项目得分达到2095分！已经达到中端独显的水平，与上一代Radeon HD8610G相比提升了50%左右。

◆3Dmark 

　　与3Dmark 11类似，3Dmark是Futuremark最新一代基准测试软件，它针对不同级别的显卡提供三种测试环境，其中FireStrike专为基于DirectX11显卡的高端产品设计、CloudGate支持基于DirectX10的主流硬件而IceStorm是为入门级DirectX9设备打造。

▲3Dmark测试结果

　　对于Radeon R7而言，它的FireStrike测试的总成绩达到1260，图形项目得分1406，与A10-5750M总分865，图形项目930分相比，AMD FX-7600P Radeon R7提升了45%和51%，可在全高清分辨率下满足《生化危机6》《剑灵》等主流3D游戏，如果再配合AMD新一代独立显卡，混合交火后的游戏性能相当令人期待。

总结：统一内存寻址意义非凡

　　经过前面详细的介绍，相信大家已经对AMD新一代Kaveri有了较为全面的认识，首先需要肯定的是Kaveri PU在性能上较前代产品确有大幅提升，就拿此次测试的FX-7600P为例，4核“压路机”X86核心+8核GCN架构GPU核心达到了AMD新一代APU的最高配置，展现了AMD在CPU领域和GPU领域的最高技术，同时伴随HSA架构引入的hUMA技术，实现了CPU和GPU的统一寻址，加速了CPU与GPU的融合，为APU今后的发展指明了方向，拓宽了道路。

　　从测试结果上看，FX-7600P作为Kaveri家族在移动平台的旗舰产品，其CPU的处理能力较上一代旗舰提升一倍，在支持GPU协同运算的新应用上，FX-7600P则有着巨大的性能优势。

　　与此同时，使用了47%的晶体管打造的8核心GCN架构GPU，为FX-7600P带来了匹敌中端独显的游戏性能，新加入的AMD TureAudio增强了用户的听觉享受，而Mantle技术提升了游戏的运行效率，让选择它的用户在游戏时有可能获得更好的音频与视觉体验。

　　毫无疑问，新一代Kaveri亮点很多，性能提升显著，但要想发挥出它的全部能力势必需要软件方面的支持，而AMD所倡导的异构运算正是未来PC发展的方向，他最大的好处在于集中管理整机各个部分的运算能力，合理分配资源，它所带来的性能的提升，是现阶段仅靠单纯提升CPU运算能力所无法比拟的。所以未来支持异构运算的软件一定是越来越丰富，而异构运算模式也不单单局限于现在PC上使用的x86 CPU和GPU，像现在最流行的ARM架构处理芯片也将加入其中。

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