Turbo / Boost a optimalizace efektivity

Zatímco minulá generace ultramobilních APU podporovala jen jednoduché turbo odvozené od počtu vytížených CPU jader (a to pouze v tabletové verzi Temash), dočkaly se Beema a Mullins více než plnohodnotné podpory, která je patrně ze všech firemních produktů na nejpokročilejší technologické úrovni.

AMD se zaměřila na fakt, že cílem čipů je mobilní sektor a v principech turba nezohlednila jen prosté dosahování maximálního výkonu, ale takové balancování, aby byla maximalizována výdrž baterie a uživatel se zároveň o tablet nespálil.

Skin Temperature Aware Power Management (STAPM)

Pro pochopení principu první technologie si musíme uvědomit, že boost pro tabletová SoC se liší od klasického boostu, který známe z desktopových procesorů:

Zatímco v desktopu je třeba brát ohled pouze na to, aby nebyla překonána teplota kritická pro životnost čipu (obvykle ~100 °C), v tabletech je třeba zohlednit jejich přímý kontakt s rukama uživatele a zajistit, aby vnější povrch tabletu nepřesahoval ~40 °C. To je obvykle realizováno omezením maximální spotřeby čipu na takovou úroveň, aby ani při dlouhodobém běhu nedošlo k překonání 40°C limitu.

AMD v tomto principu našla poměrně výrazné rezervy: Pokud totiž funguje, jak je popsáno výše, dochází k přiblížení 40°C limitu zhruba po 25 minutách běhu v zátěži. Takže těchto 20-30 minut je výkon čipu limitován zbytečně, aniž by to mělo nějaký význam. Technologie STAPM umožní jádru, aby po dobu, dokud není dosaženo 40°C limitu, použilo agresivně boost (je-li to pro aplikaci prospěšné) a teprve v okamžiku dosažení limitu bylo řízení spotřeby přizpůsobeno jeho nepřekročení. Tento systém odráží typické použití ultramobilního hardwaru - zátěž je obvykle jen krátkodobá a z hlediska uživatele je většinou žádoucí mít v potřebný okamžik k dispozici maximální dostupný výkon.

Energy Aware Boost

Další technologie, která souvisí s Boostem, vyvažuje taktovací frekvence tak, aby s ohledem na konkrétní aplikaci i vlastnosti systému bylo pro zpracování úlohy spotřebováno co nejméně energie. Levý graf ve slajdu znázorňuje energii a čas potřebný pro zpracování úlohy v závislosti na nastavené taktovací frekvenci.

Logicky se zdá, že čím vyšší frekvence, tím rychleji je úloha zpracovaná a tím dříve může systém přejít do klidového stavu a šetřit energií. Pravý graf ale ukazuje, že čím vyšší frekvence procesoru je nastavená, tím více celkové energie pro zpracování úlohy procesor potřebuje (bledě modrá). Zelená linie ale ukazuje, že neprocesorové části čipu spotřebují tím méně energie, čím dříve je úloha zpracována (a čím dříve přejdou do úsporného režimu). Celkově (oranžová) pak jako energeticky nejvýhodnější pro danou zátěž vychází frekvence kolem 2 GHz, kterou v tomto modelovém případě APU zvolí.

Intelligent Boost Control

Inteligentní řízení boostu má pak na starost vyhodnocovat, zda aplikace, která aktuálně běží, vůbec z aktivace boostu může benefitovat a podle toho nastavuje frekvence. Pokud jde o úlohu, která permanentně běží na pozadí, nebo na jejíž dokončení nemá taktovací frekvence vliv, nebude APU zbytečně zvyšovat takty.

Naopak pro úlohy, které lze jednorázově provést a poté přejít do klidového režimu, bude boost aktivován v souladu s výše popsanými technologiemi.

Battery Boost

Kombinace všech popsaných metod rozšířená o sledování procesů, laditelné čítače a sledování vlivu boostu na provedení úlohy, má za následek optimální využití baterie a prodloužení výdrže na jedno nabití.

V následujícím slajdu AMD shrnuje řadu již implementovaných technologií, která má pozitivní vliv na energetickou stránku - plus několik dalších, které jsou ve vývoji a s nimiž se setkáme u další generace hardwaru.

Kromě balancování zátěže byla věnována pozornost i statické spotřebě - v krátkodobém klidovém stavu (tzn. kdy není vypnut displej / monitor) snížila nová generace odběr o 200 mW.

Další novinky

Pomineme-li procesorovou část, nové paměťové rozhraní a další inovace, kterým jsme se již věnovali, tkví asi nejvýznamnější změna v podpoře hardwarového zabezpečení.

To je realizováno samostatným bezpečnostním jádrem ARM Cortex-A5 (Trusted Platform Module, TPM) doplněným o kryptografický koprocesor.  AMD je souhrnně označuje jako PSP (Platform Security Processor).

Tento krok je bez diskuse pozitivní, ale do jaké míry se jím AMD podaří oslovit uživatele a výrobce, aby se navýšení plochy SoC o ARM jádro a kryptokoprocesor vyplatilo, si zatím netroufáme odhadovat (plocha křemíku obsazená PSP se blíží ploše, kterou zabírá videoprocesor UVD nebo jedno procesorové jádro).