AMD计划2020年提升25倍APU能效

近日，AMD宣布将在2020年使其加速处理器(APU)的能效提升25倍。在中国大连举行的中国国际软件和信息服务交易会主题演讲中，来自AMD的首席技术官Mark Papermaster详细介绍了这一目标，其中包括能效提升创新等具体细节。与之前六年(2008至2014年)AMD产品的一般使用能效提升超过10倍相比，“25 X 20”的目标意味着非常显著的提升。

每年，全球30亿台个人电脑所消耗的能源超过能耗总量的1%。此外，3000万台计算机服务器所消耗的电力达到全球总耗电量的1.5%，成本达到每年140亿至180亿美金。据预计，对互联网、 移动设备使用的日趋普遍和对基于云计算的视频和音频内容的兴趣将使这些数字在未来几年内持续走高2。

Mark Papermaster表示：“我们的经营策略是创造差异化的低功耗产品，而重点则放在提高能效上。通过对APU架构的改进和智能功耗技术，我们的客户有望在未来几年内看到我们的处理器能效大幅提升。把2020年处理器能效提升的目标定为25倍，是我们对这一策略的承诺和信心的一次检验。”

斯坦福大学Steyer-Taylor能源政策与金融中心研究员Jonathan Koomey博士表示：“自电脑时代开始以来，信息技术能效飞速提升，半导体技术创新不断为更高的能效开拓新的可能。AMD移动处理器的能效保持稳步提升，其一般使用能效在过去六年的提升超过10倍。AMD把重点放在改善一般功效将给消费者带来很大好处，可以极大地提高电池的实际续航时间和移动设备的性能。AMD的技术计划显示，未来六年移动设备的一般使用能效将实现大约25倍的提升，这一增幅大大超出峰值输出能效的历史增长速度。这一目标将通过提高性能和迅速降低处理器一般使用功耗来实现。除了提高性能，能效提升还有助于延长电池续航时间，可以用于研发体积更小、使用材料更少的设备，从而限制计算设备数量增加给整体环境带来的影响。”

根据摩尔定律，在一定面积内可以植入的晶体管的数量大约每两年增加一倍。Koomey博士的研究表明，过去处理器能效的提升速度与摩尔定律的预测接近。通过智能功耗管理、APU架构和半导体制造工艺技术的交替改进，以及对一般使用功耗的专注，AMD预计自2014年至2020年间，其能效提升的速度将至少比摩尔定律预测的历史能效提升速度快70%。

缔造领先的节能技术

与计算性能的提升类似，能效的提升以前主要依靠不断更新的芯片制程工艺来缩小单个晶体管的尺寸。通过成功执行其节能设计策略的三个要点，AMD预计将从2020年起取得比改进制程工艺更多的一般使用能效提升：

异构计算和功耗优化：AMD通过异构系统架构(HSA)将CPU和GPU计算核心以及数字信号处理器和视频编码器等专用加速器整合在一颗芯片上，成为APU。AMD的这一创新通过取消独立芯片之间的连接实现节能，将CPU和GPU当作同级组件来减少计算周期，并使计算工作负载可以无缝转移到最优的处理组件，从而提高了包括标准办公应用程序和新出现的视觉导向和交互式工作负载(如自然用户界面、 图像和语音识别)在内的常见工作负载的能效，并使其性能得到加速。AMD为嵌入式、服务器和客户机市场提供具有HSA特性的APU，其半定制化APU也在新一代游戏机中广泛使用。

智能实时功耗管理：大多数计算操作都会有待机时间、键盘或触摸屏输入之间的停顿和查看屏幕显示的内容所花的时间。对功耗管理而言，尽快执行完任务并快速回到待机状态，然后把待机功耗降到最低至关重要。网页浏览、Office文档编辑和图片编辑等大多数以消费者为导向的任务都能从“快速待机”中获益。最新的AMD APU可以对工作负载和应用进行实时分析，动态调整主频来达到最优的吞吐率。同样，AMD的平台感应功耗管理技术可以让处理器通过超频来快速完成任务，然后重新回到低功耗待机状态。

未来的能效创新：能效提升需要技术创新，这往往需要很多年来实现。AMD多年前就意识到能效的重要性并积极投入研发，推出了多项颇具影响力的功能。未来，帧间功率门控、多域自适应电压、电压岛、系统组件深度集成等多项技术以及其他正在研发阶段的技术将使能效更加快速地提升。

行业分析公司TIRIAS Research最近研究了AMD衡量其能效的方法论和到2020年实现25倍提升的计划，然后制作了一份对外开放的白皮书来详细分析这些内容。

TIRIAS调研公司分析师Kevin Krewell表示：“节能型处理器的目标是以比上一代处理器更低的功耗提供更高的性能。AMD加速提升移动计算处理器能效的计划令人印象深刻。我们相信制程工艺的改进将对AMD 实现能效提升的目标有所帮助，但这一目标主要还是通过降低待机功耗、异构系统架构带来的性能提升和更智能的功耗管理来实现。这一承诺彰显了AMD在计算机行业的领导地位，将推动能效创新，让未来变得更加节能。”