专扁衰仔：AMD新处理器平台完全解析

AMD是伟大的GlobalFoundries公司的前身

AMD是GlobalFoundries公司的前身，现在它已经成为了一家独立的半导体芯片代工公司。正巧的是在拉斯维加斯的CES2011大展上，GlobalFoundries也坐镇大台，宣传起自己的最新发展成果。这让我们有机会在本篇文章中，讨论他们当前与未来的技术趋势。在2011年，将是半导体产业发展最为重大的一年，两家处理器公司都迈入了新的制程节点。同时新的处理器中都集成了全新的GPU核心，针对计算机应用领域的各个层次。尤其对于低功耗的笔记本领域来说，AMD的APU是一个绝好的机会。

今天小编就来为大家详细分析一下，AMD、GlobalFoundries产品发展路线，以及未来笔记本、台式机平台各种让大家期待的热门产品技术细节解析。

GlobalFoundries：世界级的半导体代工工厂

大概早在1年以前，我们曾经非常细致的讨论过GlobalFoundries公司的前世今生。而这将近1年的期间，我们只是零零散散听到过许多关于GlobalFoundries的新闻，但是并没有一个详细的发展报告。而现在GlobalFoundries已经拥有完全的45nm和40nm制程生产能力。而目前的40nm制程产线，更是他们的主打产品。目前的AMD和Intel在半导体制程方面都是以完全节点进行技术革新的。例如90nm、65nm、45nm和最新的32nm。而另一些半导体生产厂商也会使用一些被称作“半节点”的制程技术。目前智能手机和相关半导体芯片业务是增长最快的产业。除了GlobalFoundries之外，还有许多这样的半导体公司，例如高通、意法半导体、ARM等。现在GlobalFoundries的300mm晶圆厂设立在德国，纽约，新加坡。而其他的200mm晶圆厂设立在新加坡。GlobalFoundries在世界各地共有12个大型半导体工厂，总计雇佣了10000名员工。

目前GlobalFoundries最大的问题并不是技术革新，而是产能问题。他们每天最为头痛的事情就是如何去处理那些无生产线的半导体公司雪片般的订单。GlobalFoundries对于新加坡特许半导体的收购，在一定程度上增加了GF的产能。另一方面，虽然AMD目前仍然在使用45nm制程制造处理器产品，但是GlobalFoundries已经为其它客户提供40nm制程工艺技术。在德累斯顿的Fab 1半导体工厂的产能为每个月8万片晶圆。在纽约北部的Fab 8工厂让然在紧锣密鼓的兴建中。不过在真正可以生产半导体芯片之前，他们让然有许多要作的事情。当真正的Fab 8工厂建好之后，GF的产能就会得到进一步扩大。根据GF的时间表，纽约背部的Fab 8晶圆厂将会在2013年上线，届时它将成为22/20nm制程的重点生产线。预计每个月可以量产6万片晶圆。

《GlobalFoundries：半导体代工厂之旅》

GlobalFoundries先进的半导体制程工艺技术

目前GlobalFoundries已经全面进入到32nm制程生产模式，AMD的Llano芯片是第一个32nm制程产品。预计在今年年中，还将发布基于32nm制程的Bulldozer核心。与之类似的，在28nm制程节点阶段，也会使用相同的模式。并且他们将充分利用再x86/32nm制程阶段所积累下来的宝贵经验。预计28nm制程将会统治半导体业界未来1年的时间，新的28nm将会有很大的出货量。会有许多新的移动产品，低功耗产品的芯片采用28nm制程工艺。

有一点需要指出的是，GF曾经在SRAM的新制程应用方面遇到了一些小问题。因为SRAM晶圆与复杂的逻辑芯片结构不同。SRAM电路部分的晶体管仅仅需要简单的互联和构建即可。利用现有的工艺和技术，GF期望制作出容量更大，速度更快的SRAM。恰巧的是，ARM的SoC处理器Cortex A9微处理器，也在GF的半导体芯片生产线上被生产出来。GF在生产Cortex A9微处理器时，从中学到了丰富的经验。他们已经学会如何更好的使用新的制程去生产异构和复杂度不同的芯片。下文我将向大家介绍更多有关GF的趣闻。

发财致富路：半导体代工品种繁多

一般来说典型的时钟频率在1.5到2.0GHz的处理器产品，属于低功耗设计。而从2.0到2.5GHz属于更好的高性能芯片。但是GF希望芯片的功耗再下降30%。这就有可能再将芯片的性能提升25到33%的水平。或者相当于增加了1倍的电池续航时间。这种半导体芯片设计趋势俨然已经成为了未来新一代移动设备的大方向。我们可以看到，每隔几年，半导体芯片都会从性能和功耗2个方面得到全面的改进。处理器芯片从45nm转战到32nm是如此，其他芯片从40nm过渡到28nm也是如此。

GF看上去发展势头非常猛，利用以前AMD兴办处理器制造工厂所积累的半导体芯片制造知识，加上阿联酋阿布扎比的雄厚资金。他们会很快在全球半导体产业中扩张自己的实力，所扮演的角色也越来越重要。由此，让老牌的半导体代工商台积电等公司，感到了巨大的压力。同时他们也在利用现有的技术，极力的将半导体芯片制造代工业务细分化。产品线不仅仅涉及到CPU、微处理器，更有智能手机、数字电视等领域的芯片。他们还在和MEMS微机电系统合作，开发DLP、光学交换器等产品。在未来的2年里，他们的300mm晶圆生产能力会连续翻两倍，并且还在持续研发更为精细的制程技术。

22/20nm制程 全新的立体晶体管技术

除了移向32nm和28nm制程技术之外，GF目前已经顺利进入到22nm和20nm的制程节点研发阶段。当我们问起是否有超越20nm的计划时，GF表示说：目前的平面晶体管技术，在未来几年内仍然会不断跃进。而在更久远的未来，他们希望能在未来5年内，当半导体的制程工艺基本达到一个物理定律的极限时，他们会设计出更加立体的晶体管布局，让晶体管以横向或纵向的堆叠方式，提高芯片的集成度。晶体管集成度的阴谋论似乎每隔一段时间就会上演一个人们假想杜撰的小故事。人们似乎总是在担心晶体管的集成度在某个时刻达到一个极限，人们希望看到半导体产业出现这样的热闹，但是另一方面人们也满怀期望的相信科学家们能找到更好的解决方案。

首先是1微米一下的制程大关，但是我们早已经将它跨越。目前我们已经稳步朝着1nm的精细制程迈进。人类是否可以跨越这个制程节点？没有人希望GF打退堂鼓，我们希望看到GF用技术方法，跨越制程门槛。

AMD重点产品：APU处理器平台

在CES2011大展期间，AMD还演示了基于Brazos核心的笔记本和上网本产品。各大笔记本厂商反映比较激烈，我们粗略的数了一下，大约有20多款不同配置，不同设计风格的笔记本参展。他们都运行在AMD全新的APU平台上，透过笔记本的外壳，你能感受到来自内部澎湃的动力，那就是Brazos核心。10寸的笔记本搭配E-350处理器，11.6寸的超轻薄笔记本搭配E350处理器，甚至还有14至15.6英寸的解决方案。他们统统都是使用的AMD APU技术。当然同时还有新一代K10.5处理器平台，搭配了全新的6000M GPU粉墨登场。环顾展会现场四周，你能看到这些Brazos笔记本都在争先恐后的运行着各种应用程序。他们是新一代的笔记本平台，完全有能力在未来数个月内，与Intel的Atom平台竞逐500美元以下的笔记本市场。而在未来的几个月期间，你也会看到基于Brazos核心的更小轻薄的高端笔记本系统的出台。

也许你又会遐想，基于Brazos的平板电脑，具备12个小时以上的高负载网上冲浪电池续航时间，无与伦比的3D性能，高清影片回放能力。这一切都近在眼前。

今天的应用需求已经大不同

AMD重点产品：APU处理器浮点性能与功耗

一体化设计，优秀的功耗表现，海量的容量

Intel的Atom是一颗非常小的芯片。但是受到芯片功耗设计的制约，它并不能展现出更强大的性能来。Brazos的芯片面积甚至比Atom还要小，这得益于GF使用了40nm的制程。而Atom所采用的是45nm制程。不仅仅CPU方面的计算性能要比Atom强大许多，更重要是的Brazos中所集成的支持DX11规范的GPU远远要比Atom平台芯片组中搭载的GMA 3150显示核心强大许多。根据AMD所透露出的设计细节，Brazos APU可以达到90个GFLOPS的浮点运算性能。而Intel刚刚发布的最新四核心Sandy Bridge CPU处理器，其浮点运算性能仅有87 GFLOPS。（无针对GPU加速）虽然浮点运算性能并不绝对代表整机性能的高低，但是它绝对是一个现代处理器的重要参数。而Brazos在功耗方面，更是有着惊人的表现。一颗E-350处理器，其TDP额定功耗仅为18W，要知道Intel最新的i7-2600K其TDP的值为95W。

为了应对Intel的P6000系列处理器，AMD还有更强的低功耗杀手锏基于Zacate核心的E系列处理器。而针对Atom则会使用C系列处理器对抗。

AMD重点产品：APU功耗对比测试

全球笔记本的出货量，预计在2015年将会达到新的顶峰。没人买台式机了，没人DIY了。大家以后都会买整机，而且是一体化的平板、轻薄、上网本本。但是性能方面随着APU的不断革新，要比今天的台式电脑强大很多。

功耗性能对比

功耗性能对比

APU处理器平台：最新笔记本产品连连看（上）

不过悲剧的是，对于超轻薄和上网本而言，低功耗处理器的优势被无限缩小了。这是因为处理器的功耗仅仅占据整机功耗的一小部分。除了处理器之外，还有显示屏和硬盘等耗电大户。同时价格壁垒也制约着轻薄本的电池续航时间。出于成本的考虑，你的上网本屏幕要使用廉价而老旧的LCD屏幕。而真正高端的超轻薄本本，选用Zacate之后，还要找一款更加漂亮的屏幕面板与之相配。IPS屏幕是个好东西，不过这东东加装上去之后，整机成本也瞬间突破400美元。AMD的APU会为你提供更出色的多线程应用性能，但是无法让你的笔记本电脑画面看上去更加锐利逼真。

康柏

HP上网本

小黑

索尼

APU处理器平台：最新笔记本产品连连看（下）

联想

Acer的笔记本

　　AMD重点产品：APU处理器平台

三星出品

华硕出品

APU处理器平台：热成像仪器横评

　　AMD在CES上特意将Brazos与Atom作了一个详细的对比测试。以下是4台超便携上网本。最左边的是一个采用Atom N550处理器的上网本，旁边的是新一代E-350处理器笔记本，旁边的是采用AMD的C-50和C-30处理器。工作人员让这四款笔记本不断进行10880P H.264回放循环。然后突然，AMD拿出了价值6000美刀的热成像设备。这个东西确实赞，小编我也想要一个。热像仪读出的数据比较客观的反应出了笔记本的发热量和热量分布。E-350的热度高达97度，C-50和C-30大概在96度左右，相比Atom N550，其热像高达112度。另一方面，AMD的平台中，高清视频可以完美流畅的播放。因为所有解码工作都交给了CPU中的GPU部分完成。而Atom平台则惨不忍睹，画面巨卡无比。

四款笔记本

6000美刀的高级玩具

热成像仪器

　　APU处理器平台：温度测试比拼

Atom平台

C-50

E-350

　　关于AMD未来Bulldozer推土机核心

　　有一件事儿，我们在CES2011上没有看到，那就是Bulldozer推土机核心。它是AMD的10.5K后续方案，与Intel的Nehalem和Sandy Bridge足有一拼之力的全新核心架构。过去我们曾经用许多篇幅讨论过Bulldozer的核心架构技术特色。但是直到目前，我们仍然没有任何关于Bulldozer实际性能表现的消息。GF报告说，未来的32nm制程节点上，如果Orochi可以顺利量产，那么Bulldozer将会在今年晚些时候露面。AMD声称Bulldozer的性能改进将会达到50%之多。Bulldozer的性能与目前的Sandy Bridge架构的处理器比较接近。它不会集成有高达500GFOLPS浮点运算效能的GPU。（这类似于HD5600系列GPU）不过他的显示核心性能要绝对优于Intel的HD 3000系列。

　　经过业界多放透露出来的小道消息，初步测试结果显示，推土机的性能已经非常接近六核心的Core i7处理器。虽然具体数据不得而知，但如果这一消息属实，足以让我们对推土机更加翘首企盼。推土机采用了新的模块化设计理念，在软件编程方面需要针对性地优化，才能发挥出最大的性能。这就需要AMD首先自己的芯片组驱动要优化到位，然后极尽全力去说服各大软体公司都来支持推土机架构。推土机正式发布后，会打上久违了的“FX”标识，这也标志正AMD正式拿出了与Intel有一拼之能的高端处理器。

　　很多人都在问：什么是Fusion。其实答案很简单，北桥、AMD新一代双核心处理器，再加上支持DX11的显示核心，就是全新的AMD Fusion APU。

　　CUDA之母的OpenCL演示：自动抠像

　　照片里的这个人是个印度人。虽然他不是什么电影明星，也不是什么真人秀达人。但是他在全球IT业界有着非常巨大的影响力。因为他就是传说中的NVIDIA CUDA之母。在北京举行的一次发布会上，他自己希望大家这样称呼他。从NVIDIA跳槽后，他加入了AMD大营。在CES2011大展上，他为大家做了一个非常有趣的OpenCL应用演示。一台简单的笔记本，一个类似微软Xbox Kinect的三维相机。利用显示核心的OpenCL技术，GPU可以对输入的视频流进行实时的分析和处理。识别出哪些是人类活动的区域，哪些是静止的背景。在这里你无须蓝色背景，就能将虚拟的场景叠加合成到人物所处的现实世界中。虽然你可能觉得这样的应用只有在电视台里才会有，但是扩展到未来的世界。他可以让你在作PPT简报的时候，更加生动鲜活的展示你的思想。

CUDA之母，跳槽去了AMD

3D摄像机

CUDA之母在屏幕里，左手托起了......

AMD的基于OpenCL的自动抠像技术

　　CUDA之母的OpenCL演示：生动PPT演示

软体界面

CUDA之母演示最生动的PPT

最新版AMD未来路线图：笔记本平台

　　AMD在2011年，主流笔记本市场将采用Stars核心，配备有2至4个处理核心。而向下的低端市场将采用Bobcat核心，配有1至2个处理核心。来年2012，如果地球世界末日没有来临的话，我们会侥幸看到笔记本平台的推土机核心。而低端市场会有Krisshna核心登台。我们兴奋的看到了AMD也会在平板市场有小幅发力。

最新版AMD未来路线图：台式机平台

　　在桌面市场中，2011年就能普及推土机核心。主流市场会继续使用Stars核心。低端的工控计算机则会装配山猫核心。到了2012年，我们会迎来高达8核心的新一代推土机核心。而中端主流市场也会成为推土机架构的天下。