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스팀롤러 (마이크로아키텍처)

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목차

1. 개요

스팀롤러는 AMD가 불도저 아키텍처를 개선하여 개발한 마이크로아키텍처이다. 2011년에 개발 계획이 발표되었으며, 2014년 카베리 APU를 시작으로 2015년과 2016년 고다바리 APU까지 출시되었다. 스팀롤러는 클러스터형 멀티스레딩 방식을 사용하며, 명령어 캐시 미스 감소, 분기 예측 정확도 향상, L2 캐시 확장 등을 통해 전반적인 성능을 향상시켰다. APU 라인에서는 그래픽 코어 넥스트와 함께 사용되었으며, 데스크톱 및 모바일용 카베리 APU, 카베리 리프레시 APU 등이 출시되었다. FX 라인은 단종되었고, 서버용 제품은 에너지 효율 문제로 인해 취소되었다.

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스팀롤러 (마이크로아키텍처)
마이크로아키텍처 정보
이름스팀롤러 - 패밀리 15h (3세대)
개발 시작2014년 1월 14일
최소 공정28 nm SHP
제조사AMD
코어카베리 APU
이전 세대파일드라이버 - 패밀리 15h (2세대)
다음 세대엑스카베이터 - 패밀리 15h (4세대)
소켓Socket FM2+
소켓 2Socket FP3 (μBGA)
아키텍처AMD64 (x86-64)
지원 상태iGPU 미지원
설계자AMD
생산자GLOBALFOUNDRIES
명령 집합AMD64
패키지AMD APU
최대 코어 수4
최소 코어 수2
최소 모듈 수1
최대 모듈 수2
GPU라데온
L2 캐시1MB ~ 4MB
최저 속도2.2 GHz ~ 4.3 GHz

2. 역사

2011년, AMD는 2013년 출시를 목표로 3세대 불도저 기반 프로세서 제품군을 발표했으며,[32] 개발명은 "차세대 불도저"였고, 28nm 제조 공정을 사용했다.[33]

2011년 9월 21일, 유출된 AMD 슬라이드를 통해 이 3세대 불도저 코어의 코드명이 스팀롤러임이 밝혀졌다.[34][35]

2014년 1월, 첫 번째 스팀롤러 아키텍처 기반 제품인 카베리 APU가 출시되었다.[36]

2015년 5월부터 2016년 3월까지 카베리 리프레시(코드명: 고다바리) APU가 출시되었다.[12]

3. 마이크로아키텍처

스팀롤러는 클러스터형 멀티 스레드(CMT) 방식을 채택하여, 하나의 모듈이 두 개의 코어처럼 작동한다.[3] 각 코어에 독립적인 명령 디코더를 탑재하여 스레드당 최대 25% 더 많은 명령을 처리할 수 있다. 개선된 명령 스케줄러, 더 나은 지각 분기 예측기, 더 크고 스마트한 캐시를 통해 명령어 캐시 미스를 최대 30% 줄이고, 분기 예측 오류율을 20% 낮추었다.[5]

또한, 동적으로 크기 조정 가능한 L2 캐시, 마이크로 연산 큐,[5] 더 많은 내부 레지스터 리소스 및 개선된 메모리 컨트롤러를 통해 성능을 향상시켰다.

AMD는 이러한 개선을 통해 초기 불도저 코어 대비 사이클당 명령어 수(IPC)를 최대 30%까지 증가시키면서도, 파일드라이버의 높은 클럭 속도를 유지하고 전력 소비를 줄일 수 있을 것으로 예상했다.[3] 최종적으로 파일드라이버 대비 싱글 스레드 IPC는 9%, 멀티 스레드 IPC는 18% 개선되었다.[6]

CPU용 마이크로아키텍처인 스팀롤러와 GPU용 마이크로아키텍처인 그래픽 코어 넥스트는 이종 시스템 아키텍처에 지정된 기능을 지원하기 위해 APU 라인에서 함께 사용된다. 스팀롤러는 28 nm 벌크 공정(28SHP)으로 설계되었다.

4. 특징

스팀롤러는 28 nm 벌크 공정(28SHP)으로 설계되었으며, 다음과 같은 개선 사항이 적용되었다.[36]


  • L1 명령어 캐시 확장
  • 분기 예측 개선
  • 정수 연산 장치 강화
  • 모듈당 디코더 수 배증

5. 프로세서

스팀롤러 마이크로아키텍처 기반 프로세서는 다음과 같다.


  • APU 라인:
  • Kaveri A 시리즈 APU (데스크톱 보급 및 메인스트림 시장, FM2+ 소켓): 2014년 1월 출시. 2개 또는 4개의 CPU 코어를 가지며, 소켓 FM2+를 지원한다. PCIe 3.0, DDR3 듀얼 채널 메모리 컨트롤러, AMD 이기종 시스템 아키텍처(HSA) 2.0을 지원한다. 통합 비디오 디코더, 비디오 코딩 엔진, TrueAudio 등의 SIP 블록을 포함한다. GCN 2세대 마이크로아키텍처 기반의 컴퓨트 유닛(CU)을 3~8개 탑재했다. AMD 아이피니티 기술로 최대 4대의 모니터를 지원하며, 4K 울트라 HD 및 디스플레이포트 1.2를 지원한다. 일부 모델은 AMD 하이브리드 그래픽을 지원한다. TrustZone 보안 확장 기능을 갖춘 ARM Cortex-A5 보조 프로세서가 통합되었다.[14][15][16][17][18][19][20][21] 2015년과 2016년에는 Kaveri-refresh / Godavari라는 이름으로 새로운 모델이 출시되었다.
  • Berlin APU (취소됨): 2013년 발표된 ''Berlin'' APU는 엔터프라이즈 및 서버 시장을 대상으로 4개의 ''Steamroller'' 코어, 최대 512개의 스트림 프로세서, ECC 메모리 지원을 특징으로 했다.[22]
  • FX 라인 (단종됨): 2013년 11월, AMD는 FX 시리즈를 2014년에 업데이트하지 않을 것이라고 발표했다.[23][24] 하지만, 데스크톱용 카베리 기반 FX-770K와 모바일용 FX-7600P가 OEM 전용으로 출시되었다.
  • 서버 라인 (취소됨): 2014년 AMD의 서버 로드맵에는 ''베를린'' APU/CPU, ''시애틀'' CPU, ''바르샤바'' CPU가 포함되었으나,[25][26] ''스팀롤러'' 옵테론 제품 계획은 낮은 에너지 효율 문제로 취소되었다.[29][30]

5. 1. APU 라인

Kaveri A 시리즈 APU

데스크톱 보급 및 메인스트림 시장(FM2+): ''Trinity''/''Richland'' APU 라인은 2014년 1월, 데스크톱 시장을 위한 세 번째 A10, A8, A6, A4 시리즈인 ''Kaveri'' APU 라인으로 대체되었다. 2014년 최고급 모델은 3.7GHz 코어 주파수와 4MB L2 캐시를 갖춘 쿼드 코어 A10-7850K APU로, 512개의 스트림 프로세서와 856 GFLOPS 이상의 총 처리 능력을 가진 720MHz GPU를 통합했다.[13] 2015년과 2016년에는 Kaveri-refresh / Godavari라는 이름으로 2개에서 4개의 향상된 ''Steamroller B'' 코어를 갖춘 새로운 모델이 출시되었다. 새로운 최고급 모델인 A10-7890K는 4.1GHz로 증가된 코어 주파수와 866MHz GPU를 특징으로 한다.

  • 주요 특징:
  • * Steamroller 마이크로아키텍처 기반의 2개 또는 4개의 CPU 코어
  • * 소켓 FM2+만 지원하며, 소켓 FM2는 ''지원되지 않음''[14]
  • * PCIe 3.0 지원
  • * DDR3 듀얼 채널 (2x64비트) 메모리 컨트롤러
  • * AMD 이기종 시스템 아키텍처 (HSA) 2.0
  • * SIP 블록: 통합 비디오 디코더, 비디오 코딩 엔진, TrueAudio[15]
  • * 수정된 GCN 2세대 마이크로아키텍처 기반의 3~8개의 컴퓨트 유닛(CU);[16] 1개의 컴퓨트 유닛(CU)은 64개의 통합 셰이더 프로세서와 4개의 텍스처 매핑 유닛, 1개의 렌더 출력 유닛 (ROP)으로 구성
  • * AMD 아이피니티 최대 4대의 모니터,[17] 4K 울트라 HD 지원, 디스플레이포트 1.2 지원[18]
  • * 일부 모델은 Radeon R7 240 또는 R7 250 외장 그래픽 카드를 사용하여 AMD 하이브리드 그래픽 지원[19]
  • * 통합된 맞춤형 ARM Cortex-A5 보조 프로세서[20], TrustZone 보안 확장 기능 포함[21]


Berlin APU (취소됨)

2013년 AMD에서 발표된[22] ''Berlin'' APU는 엔터프라이즈 및 서버 시장을 대상으로 4개의 ''Steamroller'' 코어, 최대 512개의 스트림 프로세서, ECC 메모리 지원을 특징으로 했다.

5. 2. FX 라인 (단종됨)

2013년 11월, AMD는 FX 시리즈를 2014년에 업데이트하지 않을 것이라고 확인했으며, 이는 소켓 AM3+ 버전과 새로운 소켓을 갖춘 ''스팀롤러'' 버전 모두에 해당된다고 발표했다.[23][24]

하지만 AMD는 데스크톱용 카베리 기반 FX-770K와 모바일용 FX-7600P를 출시했다. 이들은 기본적으로 내장 그래픽이 비활성화된 APU로, 애슬론 X4 FM2+ 라인과 유사하다. 해당 APU는 OEM 전용으로 출시되었다.

5. 3. 서버 라인 (취소됨)

2014년 AMD의 서버 로드맵은 다음과 같았다:[25][26]

  • ''베를린'' APU - 쿼드 코어 x86 스팀롤러 아키텍처 (위에서 설명한 내용) 1 프로세서(1P) 컴퓨팅 및 미디어 클러스터용
  • ''베를린'' CPU - 쿼드 코어 x86 스팀롤러 아키텍처 1P 웹 및 엔터프라이즈 서비스 클러스터용
  • ''시애틀'' CPU - 4/8 코어 AArch64 Cortex-A57 아키텍처 (옵테론 A1100) 1P 웹 및 엔터프라이즈 서비스 클러스터용[27]
  • ''바르샤바'' CPU - 최대 16 코어 x86 파일드라이버 (2세대 불도저) 아키텍처 (옵테론 6338P 및 6370P) 2P/4P 서버용[28]


하지만 ''스팀롤러'' 옵테론 제품에 대한 계획은 취소되었는데, 이는 이 세대의 ''불도저'' 아키텍처에서 달성된 낮은 에너지 효율 때문인 것으로 보인다. 에너지 효율은 후속 세대인 ''익스케베이터''에서 크게 향상되었으며, 와트당 성능 면에서 ''재규어''를 능가했고, ''스팀롤러''보다 약 2배의 성능/와트 향상을 보였다(예를 들어, 대략적인 임의 지표를 사용하여 유사한 모바일 APU를 비교할 때 20.74 pt/W 대 10.85 pt/W).[29][30]

참조

[1] 웹사이트 Page 2 - AMD Kaveri A10-7850K and A8-7600 review: Was it worth the wait for the first true heterogeneous chip? http://www.extremete[...] ExtremeTech 2014-02-19
[2] 웹사이트 AMD Kaveri Review: A8-7600 and A10-7850K Tested http://www.anandtech[...] Anandtech.com 2014-02-08
[3] 웹사이트 AMD: We Are On Track With Steamroller Micro-Architecture in 2013 http://www.xbitlabs.[...] X-bit labs 2013-09-29
[4] 웹사이트 Consumerization, Cloud, Convergence. http://phx.corporate[...] Advanced Micro Devices 2012-02-04
[5] 웹사이트 AMD's Steamroller Detailed: 3rd Generation Bulldozer Core http://www.anandtech[...] 2013-11-16
[6] 웹사이트 Ivytown, Steamroller, 14 and 16nm Process Highlight ISSCC http://forwardthinki[...] Forwardthinking.pcmag.com 2014-02-19
[7] 웹사이트 AMD Plans to Release Twenty-Core Microprocessor in 2012 http://www.xbitlabs.[...] X-bit labs 2012-01-23
[8] 웹사이트 2012 Financial Analyst Day http://ir.amd.com/ph[...] 2013-09-29
[9] 웹사이트 Hosszútávú mobil útiterv szivárgott ki az AMD-től - PROHARDVER! Processzor hír http://prohardver.hu[...] Prohardver.hu 2012-01-23
[10] 웹사이트 Nuove roadmap AMD sulle future APU in programma nel 2012 e nel 2013 per il mercato mobile http://www.xtremehar[...] 2012-01-23
[11] 웹사이트 AMD Kaveri A10-7850K and A8-7600 review: Was it worth the wait for the first true heterogeneous chip? http://www.extremete[...] extremetech.com 2014-01-17
[12] 웹사이트 12 款 APU 及 CPU 準備出發，「Godavari」為 AMD 產品新代號 http://chinese.vr-zo[...] 2017-02-08
[13] 웹사이트 AMD Unleashes More Details About Kaveri: HSA, TrueAudio, Mantle http://www.xbitlabs.[...] 2013-11-16
[14] 웹사이트 AMD's Next-Gen "Kaveri" APUs Will Require New Mainboards. http://www.xbitlabs.[...] 2013-06-09
[15] 웹사이트 A technical look at AMD's Kaveri architecture http://www.semiaccur[...] 2014-01-15
[16] 웹사이트 AMD Kaveri APU Architecture Detailed http://wccftech.com/[...] 2013-07-04
[17] 웹사이트 Multi-monitor: Civilization V on A10-7850K "Kaveri" https://www.youtube.[...]
[18] 웹사이트 AMD A8-7600 Kaveri APU review - The Embedded GPU - HSA & hUMA http://www.guru3d.co[...] 2014-01-14
[19] 웹사이트 AMD A10-7850K Graphics Performance http://www.techspot.[...] 2014-04-02
[20] 웹사이트 AMD to add ARM processors to boost chip security https://arstechnica.[...] 2012-06-14
[21] 웹사이트 AMD and ARM Fusion redefine beyond x86 http://technewspedia[...] 2013-11-10
[22] 웹사이트 AMD Berlin Server APU Provides Glimpse At Upcoming Kaveri APU With 4 Steamroller Cores and 512 GCN SPs http://wccftech.com/[...] 2013-09-29
[23] 웹사이트 AMD Cans Plans to Introduce Next-Gen FX Microprocessors Next Year http://www.xbitlabs.[...] xbitlabs.com 2013-11-16
[24] 웹사이트 AMD's Processor Shift: The Future Really is Fusion http://www.pcper.com[...] 2013-09-29
[25] 웹사이트 Berlin, Warsaw are the future of AMD's x86 server lineup http://techreport.co[...] The Tech Report 2013-09-29
[26] 웹사이트 AMD Opteron Roadmap Reveals Next Generation Toronto and Carrizo APU Details http://wccftech.com/[...] WCCF Tech 2015-01-15
[27] 웹사이트 AMD unwraps 64-bit ARM 'Seattle' server chip http://www.techtimes[...] Tech Times 2015-01-15
[28] 웹사이트 16-core ''Warsaw'' CPUs added to Opteron lineup http://techreport.co[...] The Tech Report 2015-01-15
[29] 웹사이트 Opteron X2150 vs A10 8700P http://cpuboss.com/c[...] cpuboss.com 2016-11-15
[30] 웹사이트 AMD A10 8700P vs 7300 http://cpuboss.com/c[...] cpuboss.com 2016-11-15
[31] 웹인용 AMD Kaveri Review: A8-7600 and A10-7850K Tested http://www.anandtech[...] Anandtech.com 2014-02-08
[32] 웹인용 AMD Plans to Release Twenty-Core Microprocessor in 2012 http://www.xbitlabs.[...] X-bit labs 2012-01-23
[33] 웹인용 2012 Financial Analyst Day http://ir.amd.com/ph[...] 2013-09-29
[34] 웹인용 Hosszútávú mobil útiterv szivárgott ki az AMD-től - PROHARDVER! Processzor hír http://prohardver.hu[...] Prohardver.hu 2012-01-23
[35] 웹인용 Nuove roadmap AMD sulle future APU in programma nel 2012 e nel 2013 per il mercato mobile http://www.xtremehar[...] 2012-01-23
[36] 웹인용 AMD Kaveri A10-7850K and A8-7600 review: Was it worth the wait for the first true heterogeneous chip? http://www.extremete[...] extremetech.com 2014-01-14


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