AMD Jaguar tar budgetprocessorn till nästa nivå

Delat cacheminne, förlängd Pipeline och utökad Power-gating

Förutom en flyttalsenhet som gått upp i vikt så är den stora nyheten det nya L2-cacheminnet. Jaguar är designad för att vara en fyrkärnig arkitektur där varje kärna har fått 512 kilobyte L2-cacheminne vilket är förhållandevis lite, men en nödvändig kompromiss för att inte överskrida strömbudgeten men även att begränsa kretsytan som processorkärnorna kommer ta upp. L2-cacheminnet förblir även 16-vägs associativ likt Bobcat. Det finns ett stort men – en ny bussenhet binder samman cacheminnet så att det delas mellan alla processorkärnor.

Vad det här innebär i praktiken är att tre kärnor kan stängas av helt, medan en ensam kärna har tillgång till totalt 2 megabyte L2-cacheminne. Resultatet av detta blir bättre prestanda i dåligt trådade applikationer, som fortfarande är väldigt vanligt bland konsumentapplikationer. Bussenheten körs i samma klockfrekvens som processorkärnorna, men den kan klocka ned sig själva till hälften när processorkärnorna inte kräver en snabb tillgång av datan i cacheminnet.

Jaguars Pipeline är ett steg längre än Bobcat vilket ger ett marginellt försämrat IPC-värde, men det vägs upp av de andra optimeringarna i arkitekturen. Fördelen är att AMD räknar med en klockfrekvens som blir minst 10 procent högre än den Bobcat är kapabel till. Latenserna för cacheminnet ligger kvar på samma nivå som tidigare, vilket är 3 klockcykler för L1-cacheminnet och 17-clockcykler för L2-cacheminnet.

Jaguar effektivare på att stänga av oanvända logik

I jakten på maximal strömeffektivitet och längre batteritid har på senare år en teknik som kallas för Power-gating börjat användas. Tidigare försökte man köra kretsar i så låga klockfrekvenser som möjligt när de inte användes. Problemet var att de drog fortfarande ström och strömläckaget blev ett växande problem vid mindre tillverkningsnoder.

Med Power-gating kan transistorer som inte behövs i en krets stängs av helt genom att få sitt strömflöde strypt. Det går även att stänga av individuell logik i en processorkärna, medan annan logik i samma kärna utför beräkningar. Tekniken är svår att implementera och resulterar i en något högre kretsyta, men ger en hög utdelning om det görs på rätt sätt.

I Bobcat-arkitekturen kunde 91,8 procent av kärnan stängas av helt, men det här innebar att 8,2 procent fortfarande låg och drog ström i onödan. Med Jaguar ligger siffran på det klart bättre 98,8 procent vilket betyder att endast 1,2 procent drar och läcker ström. Även när applikationer körs så klarar Jaguar av att stänga av en större del av processorkärnan än vad Bobcat-arkitekturen klarade av.