近日，AMD宣布將在2020年使其加速處理器(APU)的能效提升25倍。在中國(guó)大連舉行的中國(guó)國(guó)際軟件和信息服務(wù)交易會(huì)主題演講中，來(lái)自AMD的首席技術(shù)官M(fèi)ark Papermaster詳細(xì)介紹了這一目標(biāo)，其中包括能效提升創(chuàng)新等具體細(xì)節(jié)。與之前六年(2008至2014年)AMD產(chǎn)品的一般使用能效提升超過(guò)10倍相比，“25 X 20”的目標(biāo)意味著非常顯著的提升。

每年，全球30億臺(tái)個(gè)人電腦所消耗的能源超過(guò)能耗總量的1%。此外，3000萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)服務(wù)器所消耗的電力達(dá)到全球總耗電量的1.5%，成本達(dá)到每年140億至180億美金。據(jù)預(yù)計(jì)，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)、 移動(dòng)設(shè)備使用的日趨普遍和對(duì)基于云計(jì)算的視頻和音頻內(nèi)容的興趣將使這些數(shù)字在未來(lái)幾年內(nèi)持續(xù)走高2。

Mark Papermaster表示：“我們的經(jīng)營(yíng)策略是創(chuàng)造差異化的低功耗產(chǎn)品，而重點(diǎn)則放在提高能效上。通過(guò)對(duì)APU架構(gòu)的改進(jìn)和智能功耗技術(shù)，我們的客戶有望在未來(lái)幾年內(nèi)看到我們的處理器能效大幅提升。把2020年處理器能效提升的目標(biāo)定為25倍，是我們對(duì)這一策略的承諾和信心的一次檢驗(yàn)。”

斯坦福大學(xué)Steyer-Taylor能源政策與金融中心研究員Jonathan Koomey博士表示：“自電腦時(shí)代開始以來(lái)，信息技術(shù)能效飛速提升，半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新不斷為更高的能效開拓新的可能。AMD移動(dòng)處理器的能效保持穩(wěn)步提升，其一般使用能效在過(guò)去六年的提升超過(guò)10倍。AMD把重點(diǎn)放在改善一般功效將給消費(fèi)者帶來(lái)很大好處，可以極大地提高電池的實(shí)際續(xù)航時(shí)間和移動(dòng)設(shè)備的性能。AMD的技術(shù)計(jì)劃顯示，未來(lái)六年移動(dòng)設(shè)備的一般使用能效將實(shí)現(xiàn)大約25倍的提升，這一增幅大大超出峰值輸出能效的歷史增長(zhǎng)速度。這一目標(biāo)將通過(guò)提高性能和迅速降低處理器一般使用功耗來(lái)實(shí)現(xiàn)。除了提高性能，能效提升還有助于延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間，可以用于研發(fā)體積更小、使用材料更少的設(shè)備，從而限制計(jì)算設(shè)備數(shù)量增加給整體環(huán)境帶來(lái)的影響。”

根據(jù)摩爾定律，在一定面積內(nèi)可以植入的晶體管的數(shù)量大約每?jī)赡暝黾右槐�。Koomey博士的研究表明，過(guò)去處理器能效的提升速度與摩爾定律的預(yù)測(cè)接近。通過(guò)智能功耗管理、APU架構(gòu)和半導(dǎo)體制造工藝技術(shù)的交替改進(jìn)，以及對(duì)一般使用功耗的專注，AMD預(yù)計(jì)自2014年至2020年間，其能效提升的速度將至少比摩爾定律預(yù)測(cè)的歷史能效提升速度快70%。

締造領(lǐng)先的節(jié)能技術(shù)

與計(jì)算性能的提升類似，能效的提升以前主要依靠不斷更新的芯片制程工藝來(lái)縮小單個(gè)晶體管的尺寸。通過(guò)成功執(zhí)行其節(jié)能設(shè)計(jì)策略的三個(gè)要點(diǎn)，AMD預(yù)計(jì)將從2020年起取得比改進(jìn)制程工藝更多的一般使用能效提升：

異構(gòu)計(jì)算和功耗優(yōu)化：AMD通過(guò)異構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)(HSA)將CPU和GPU計(jì)算核心以及數(shù)字信號(hào)處理器和視頻編碼器等專用加速器整合在一顆芯片上，成為APU。AMD的這一創(chuàng)新通過(guò)取消獨(dú)立芯片之間的連接實(shí)現(xiàn)節(jié)能，將CPU和GPU當(dāng)作同級(jí)組件來(lái)減少計(jì)算周期，并使計(jì)算工作負(fù)載可以無(wú)縫轉(zhuǎn)移到最優(yōu)的處理組件，從而提高了包括標(biāo)準(zhǔn)辦公應(yīng)用程序和新出現(xiàn)的視覺(jué)導(dǎo)向和交互式工作負(fù)載(如自然用戶界面、 圖像和語(yǔ)音識(shí)別)在內(nèi)的常見工作負(fù)載的能效，并使其性能得到加速。AMD為嵌入式、服務(wù)器和客戶機(jī)市場(chǎng)提供具有HSA特性的APU，其半定制化APU也在新一代游戲機(jī)中廣泛使用。

智能實(shí)時(shí)功耗管理：大多數(shù)計(jì)算操作都會(huì)有待機(jī)時(shí)間、鍵盤或觸摸屏輸入之間的停頓和查看屏幕顯示的內(nèi)容所花的時(shí)間。對(duì)功耗管理而言，盡快執(zhí)行完任務(wù)并快速回到待機(jī)狀態(tài)，然后把待機(jī)功耗降到最低至關(guān)重要。網(wǎng)頁(yè)瀏覽、Office文檔編輯和圖片編輯等大多數(shù)以消費(fèi)者為導(dǎo)向的任務(wù)都能從“快速待機(jī)”中獲益。最新的AMD APU可以對(duì)工作負(fù)載和應(yīng)用進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，動(dòng)態(tài)調(diào)整主頻來(lái)達(dá)到最優(yōu)的吞吐率。同樣，AMD的平臺(tái)感應(yīng)功耗管理技術(shù)可以讓處理器通過(guò)超頻來(lái)快速完成任務(wù)，然后重新回到低功耗待機(jī)狀態(tài)。

未來(lái)的能效創(chuàng)新：能效提升需要技術(shù)創(chuàng)新，這往往需要很多年來(lái)實(shí)現(xiàn)。AMD多年前就意識(shí)到能效的重要性并積極投入研發(fā)，推出了多項(xiàng)頗具影響力的功能。未來(lái)，幀間功率門控、多域自適應(yīng)電壓、電壓島、系統(tǒng)組件深度集成等多項(xiàng)技術(shù)以及其他正在研發(fā)階段的技術(shù)將使能效更加快速地提升。

行業(yè)分析公司TIRIAS Research最近研究了AMD衡量其能效的方法論和到2020年實(shí)現(xiàn)25倍提升的計(jì)劃，然后制作了一份對(duì)外開放的白皮書來(lái)詳細(xì)分析這些內(nèi)容。

TIRIAS調(diào)研公司分析師Kevin Krewell表示：“節(jié)能型處理器的目標(biāo)是以比上一代處理器更低的功耗提供更高的性能。AMD加速提升移動(dòng)計(jì)算處理器能效的計(jì)劃令人印象深刻。我們相信制程工藝的改進(jìn)將對(duì)AMD 實(shí)現(xiàn)能效提升的目標(biāo)有所幫助，但這一目標(biāo)主要還是通過(guò)降低待機(jī)功耗、異構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)帶來(lái)的性能提升和更智能的功耗管理來(lái)實(shí)現(xiàn)。這一承諾彰顯了AMD在計(jì)算機(jī)行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位，將推動(dòng)能效創(chuàng)新，讓未來(lái)變得更加節(jié)能。”