AMD 32nm产能堪忧 Llano出货量受限制

互联网 | 编辑: 贾征 2011-09-09 08:05:00转载 返回原文

AMD目前的市场状况

虽然AMD Llano处理器已经发布两个月有余,但截至9月初,零售市场上除了零星到货的A8-3850与A6-3500之外,均未能看到其它APU型号在市场上的身影,即使有货的几款型号出货量也非常之低,这种大面积缺货状态不仅影响到下游主板厂商新产品的出货量,还让我们不得不又对为AMD代工32nm SOI工艺的GlobalFoundries的产能问题再一次产生怀疑。AMD称造成大面积缺货的原因是其Llano APU处理器是优先供给OEM渠道,因此零售市场上非常难得一见,这种状况在9月初会得到缓解。

但是一项来自美国投资银行Evercore的研究分析表明,事情似乎并没有那么简单。AMD与GlobalFoundries实际上一直受到32nm SOI工艺的良品率问题困扰,主要表现在集成图形处理器的Bulk-CMOS与SOI之间的传输上。Evercore还表明,这个问题可能会影响到AMD第三季度的收入增长情况,甚至影响到其Roadmap上的未来第二代APU产品Trinity与28nm的Wichita / Krishna处理器的发布进度。而在今年第二季度,AMD营业收入额为15.74美元,比去年同期的16.53亿美元有所下降,每股收益仅为0.09美元,亦比去年同期下降0.03美元。市场本来寄予厚望的APU平台出货量却不尽人意,应该是直接造成AMD营业额下降的原因;结合零售市场出现大面积缺货的情况来看,反映出AMD目前的产能连OEM的订单也无法满足,归根结底同样是GlobalFoundries 32nm工艺的良品率问题。

32nm工艺出现了什么问题?

事实上,由以往的经验,以及实际使用与超频、功耗与发热量来看,AMD的32nm工艺目前处于一个非常不成熟的阶段。以下我分别从这几个方面谈谈Llano APU以及AMD 32nm工艺的目前情况。

AMD每次转换工艺的时候都会遇到困难,这个问题可以追溯至十年前。老玩家们或许会记得180nm的雷鸟的发热量、130nm初期的Thorobred-A0核心Athlon XP的超频能力比前代无明显提升,分别到了使用同样工艺的下一代核心Palomino、Thorobred-B0才有改进的情况。甚至在130nm后期加入了SOI工艺,到了90nm也还是如此。在90nm时代,最早推出的Winchester D0步进的Athlon 64处理器超频能力比起130nm的Claw Hammer、Newcastle C0核心也没什么提升,从而制约了主频的提升,到了E3步进的Venice核心才有改善。近年来65nm的Agena四核心第一代Phenom的发热量与频率、45nm的Deneb核心C2步进与C3步进的差距,以及前两年持续至今闹得沸沸扬扬的“开核”事件,也同样反映了这个情况。可以说每次AMD在更新工艺的时候都会碰到种种困难。

AMD在落后Intel一年半进入32nm工艺之后,我们可以看到首款采用32nm工艺的Llano APU核心全规格配置为:四核心、每个核心1MB的L2缓存,以及400个流处理器(SP)的集成GPU。

而在AMD之前公布的产品线中,能以全规格出现的处理器只有A8-3850、A8-3800以及传闻中不锁倍频的A8-3870,而经过各种屏蔽而得到的A6、A4、E2系列处理器就多达6款,另外还有低调发布的Athlon II X4 631,亦是Llano完全屏蔽了GPU的产物。

不仅如此,Llano APU的默认频率并不是很高,相比K10.5架构后期的处理器出厂频率都在3GHz以上,APU的默认频率只有A8-3850达到了2.9GHz,并且默认电压达到1.4125V,TDP达到100W,并且不具备动态加速功能。我不认为TDP达到100W主要是由于加入了集成GPU的原因,从A8-3800处理器的默认2.4GHz、动态加速2.7GHz的规格来看,它只有65W的TDP,默认电压1.2125V。在集成GPU规格都一样的情况下,A8-3850比A8-3800高出来的35W热功耗设计,完全就在500MHz的核心频率与0.2V的默认电压差距上。而传说中的A8-3870,相信也同样会使用1.4125V的默认电压。

32nm工艺问题带来哪些影响

那么实际使用情况又如何呢?我之前在对Llano APU做测试的时候有测过它的温度与功耗表现,下面让我们来简单回顾一下。首先是拥有100W TDP的A6-3650在默认频率及电压下的功耗:

我们可以看到在CPU满载时,CPU VRM的12V输入电流为7.7A,也就是大约92.4W的功耗,这时候已经非常接近TDP值,如果再把GPU也满载,那么12V输入电流将达到8.6A,也就是103.2W的功耗,这已经超过了TDP设计。当然,这也包括主板供电系统本身的功耗,即使退一步排除供电系统的功耗,Llano在默认状态下的功耗也已经非常接近TDP。并且,它占去了整个平台功耗的一半还多。

后来我使用A8-3800进行了降压测试,在把频率锁定在加速的2.7GHz时,电压降低到1.0875V依然可以稳定运行,并且此时功耗大幅下降:

在单独CPU满载时,CPU VRM的12V输入电流仅有3.6A,功耗约为43.2W,而加上GPU一起满载,功耗也仅有55.2W,比不降压的情况下节能了大约50W的幅度。而这些节能都只来自于降低CPU核心电压。同时我们从两个测试也可以看到,集成GPU的功耗并不大,在VRM端功耗差距只有10.8-12W,而在电源功率端也仅有14-17W。这也就是我前边提到的TDP增加的主要原因不是因为集成GPU的理由。

而从超频能力上看,Llano表现得更是不尽人意。我们知道工艺成熟的45nm C3步进的Deneb核心,现在普遍都可以超频到3.8-4GHz稳定使用,而Llano则会在3.6-3.7GHz撞上主频墙,无论你怎么加压也没有效果,并且在超频之后满载时,处理器的温度会大大提高,以下我在1.3875V(比A6-3650的默认电压1.4125V还低)把A8-3800超频到3.6GHz,虽然能通过稳定性测试,但在顶级风冷的压制下甚至还是出现了过热降频机制启动的情况:

在满载测试中,虽然室温只有27度,但主板报告中央处理器温度达到73度,核心温度一如既往地偏低报出63度,但63度已经达到过热降频机制启动的临界温度,因此我们在CPU-Z中点右键,观察到每个核心的实时频率不一样。而这时候,功耗进一步提升:

单CPU满载时,功耗达到114W,其实过热降频启动帮助功耗控制了一部分,否则应该更高;而加上GPU满载,功耗进一步升高至147.6W,GPU功耗影响进一步加大的原因是外频被超到150同时GPU被由600MHz同步超到900MHz,并且我把CPU-NB电压(同时也是GPU核心电压)由1.15V提升到1.275V,因此在电源功率表上反映出GPU能带来46W的功耗,比默认状况下的14-17W提升了两倍左右。

从以上的功耗与超频测试上来看,Llano APU核心的功耗控制能力不尽如人意,主要表现在电压对功耗的影响非常之大,而另一方面发热量也非常恐怖,降低功耗和发热量,本该是新制程带来的优势,而此时的32nm SOI工艺却交出了不降反升的答卷。

对AMD未来的展望和结论

那么同样采用32nm SOI工艺的推土机情况又如何呢?个人不负责任地猜测,看来不容乐观。除了性能不济之外,推土机已经一再跳票,原本看似已经敲定于9月19日的发布时间,在前两天又被修改,进一步延期到10月之后,并且规格有所调整,从AMD目前处境来看,他们是在执行这个思路:放大Turbo频率,是为了提高单核性能;增加八核心产品线的型号,是为了提升多核心的竞争力,但是这也似乎让我们猜到了推土机的潜力,超频能力似乎就在4.2-4.3GHz之间止步。至于发布之后是什么情况,会不会再次出现大面积缺货,或者功耗和发热量无法控制、制约超频的问题,现在谁也说不清楚,让我们拭目以待。
从上面的分析来看,32nm SOI工艺还很不成熟,以AMD以往的习惯来看,今后一段时间是会出新步进来改善这个情况的。但是由于Llano APU的生命周期可能只有一年,之后就要被基于推土机架构的Trinity APU来取代,因此会不会出新步进,我觉得很难说。
从AMD目前的市场处境上看,32nm的产能碰到了很大的问题,从上边的经济数据分析来看,应该是处于一种“OEM需求都不能满足,更不用谈零售”的局面。加上全球市场需求量增长缓慢,已经把APU作为一个新的标致性产品的利好抵消得差不多了,因此可能Llano APU未来一段时间的处境和发展情况依然不容乐观。

另外,以A8系列目前的市场定位来看,它的性能比同频的Athlon II X4 600系列略有提升,并且加入了一颗高性能的集成GPU,而且可以组建CrossFire,GPU性能还是非常强大的,但是价格却不能令人满意,也可能一方面是因为长期缺货导致的。总的来说,Llano想成为被市场认可的一款产品,还需要进一步提升竞争力,无论是从性能上还是从价格上。

对于超频玩家而言,正如我在前面所说的,AMD每次在更新工艺的时候都会碰到问题,每次AMD最好超的CPU都出现在该产品即将被淘汰的时候,例如现在的Phenom II X4 955/965/1090T,已经由它们对应的核心屏蔽成的各种中低端CPU,超频能力就非常不错。而新制程的Llano APU反而不如它们。

对于目前Llano APU面对的客户,我还是坚持以前的观点:

1. 普通家用用户/中低成本家用型:Llano集成了GPU,会使得装机便当化。他们对性能要求不高,但也需要一定的3D性能。他们基本不需要通过超频提升CPU性能,但需要一个能胜任主流游戏的GPU,HD6550D刚好适合他们,并且为他们留下了未来组建混合交火进一步提升3D性能的空间。
2. 资深/低成本HTPC玩家:同样受惠于装机便当化的影响,省下一张独立显卡的钱,又可以得到一个具备一定性能的四核心,在做视频转换、硬解高清时具有比较强的优势。另外,这些玩家会和我一样对CPU电压进行调整,通过降低CPU电压来达到省电的目的。
3. 内存超频玩家:Llano APU由于使用了Cypress改造来的内存控制器,对内存高频的支持能力比K10大幅度提升,同样频率下内存时序的表现也可能会比K10要好,加上外频可以自由调节,超频内存的能力和自由度比起SNB平台而言相对更好些。

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