"Kabini"こと「AMD A4-5000」を試す - Jaguarコア採用のモバイル向けAPUの実力に迫る

ゲームコンソールへの採用もきまったJaguar Coreコア

さてそのKabiniやTemashは、完全なSoC(System On Chip)である(Photo16)。

競合の製品をみると、CloverTrailやまもなく登場するHaswellもSoCなどと呼ばれている場合もあるが、実際はパッケージこそ1つにまとまっているが、内部は複数のダイから構成されているSiP(Silicon in Package)であり、これに比べると一歩先んじた感はある。

さてそのTemash/Kabini、冒頭で述べたとおりJaguarコアのCPUとGCNベースのGPUを組み合わせた製品である。この組み合わせは、SONYのPS4に加えてMicrosoftのXbox Oneでも採用が決まったことで、割と長く使われることになりそうなものとなっている。GCNについてはこれまでも多く説明してきたが、Jaguarコアに関してはあまり説明してこなかったので、この機会にちょっと説明をしたいと思う。

Jaguarコアは第2世代のBobcatという扱いになる。基本はBobcat同様、小規模なOut-of-Orderのスーパースケーラプロセッサである。ただし拡張命令に関しては、ほぼBulldozerに準拠したものとなっている(Photo17)。

その新しいJaguarコアであるが、4つのコアとL2 I/F、それとL2キャッシュ(最大2MB)を一つのCU(Compute Unit)として取り扱う仕組みが取り入れられている(Photo18)。

パイプライン構成も、基本はBobcatのものを踏襲しているが、まずFront Endでは新たにLoop Bufferが取り入れられたり、動作周波数を引き上げるためDecode段を増やしたりといった工夫が盛り込まれた(Photo19)。

整数演算のOut-Of-Orderも、同時に処理できる命令数そのものは変わらないが、スケジューラやROBのサイズを増やすとともに、一部の命令処理の高速化を図ったとしている(Photo20)。

浮動小数点演算に関しては、AVXに対応して演算ユニットの128bit化を図ったのが最大の違いである(Photo21)。

Load/Storeユニットに関しては、もっぱら効率改善がメインで、特に新機能というものは見当たらない(Photo22)。

最後のBus Unitは、Photo18で出てきたL2 Interfaceに相当する部分であるが、ここも新機能というものはないが性能改善が図られたとしている(Photo23)。

Photo24がJagureのPipeline構造であるが、整数命令であれば13ステージ程度で、これは昨今のトレンドから考えればそれほど多いものではない。それでもBobcatと比べてPipeline段数を２段増やしたことで、他の条件が同じであれば動作周波数を10%引き上げられるとしており、これも性能改善の一助となる。

で、性能は？ということでIPCと性能/消費電力比を比較したのがこちら(Photo25)。

通常のアプリケーションの場合でIPCは0.95→1.10、Bobcatに最適化したアプリケーションでも若干IPCは改善しており、Jaguarに最適化すると2倍以上改善するとしている。

Jagureコアそのもののフロアプランはこんな感じ(Photo26)。Bobcatと比較した場合、一回り小さくなっていることが分かる(Photo27)。

Temash/Kabini全体のダイ写真はこんな感じ(Photo28)であるが、斜めになっている関係で比率が正確には分からない。そこで、JagureコアがPhoto26と同じ比率になるように補正を掛けたのがこちら(Photo29)。

ここから推定すると、4コアのTemash/Kabiniのダイサイズはおおよそ116.8平方mmと推定される。ダイ、というかパッケージ写真としてはTemashのものが公開されており(Photo30)、パッケージが26mm角だとすると、ダイサイズはおおよそ119.8平方mmと読み取れる。そんなわけで、ダイサイズはおおむね120平方mm弱、と想像される(Photo31)。

話がちょっと前後してしまうが、Temash/Kabiniは別にJaguarコアだけで構成されるわけでなく、GCNベースのコアやNB/FCH/Memory Controllerなども統合されている。このあたりについてもちょっと説明しておきたい。

前世代、つまりZacateの世代の場合は、単にCPUとGPUでMemory Controllerを統合しただけというレベルであったが、Temash/Kabiniの世代では、きちんとCache/Memory Coherencyを確保した構成となっている(Photo32)。

また消費電力低減はTemash/Kabiniにおける主要なテーマの一つであり、単にCPUコアを省電力化するだけでなく、システム全体としての消費電力低減を考えたものになっている。

面白いのは、CPU CoreとGPU Coreが隣接していること(Photo33)で、GPU中心な処理の場合はCPU Coreが(Photo34)、CPU中心な処理の場合はGPU Coreが(Photo35)それぞれヒートシンクとして作用することで、うまく熱の分散を図っている事だ。

ちなみにCPUコアに関しては、消費電力ベースの制御を行っていることが示されている(Photo36)。

その制御方式の詳細がこちら(Photo37)。4つのコアの温度と消費電力を動的に監視し、さらにGPUやDisplayなどの消費電力の情報も加味してTurbo Coreの倍率を制御しているという話であった。

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