Компания AMD объявила о своей цели по улучшению энергоэффективности своих гибридных процессоров (APU) в 25 раз к 2020 году.
 

Технический директор AMD Марк Пейпермастер (Mark Papermaster) рассказал о деталях достижения поставленной цели, включая планируемые нововведения. Цель “25х20″ значительно превосходит задачу предыдущих 6 лет (с 2008 по 2014 год), в течение которых AMD улучшила средний показатель энергоэффективности своих продуктов более чем в 10 раз.
По всему миру 3 миллиарда персональных компьютеров ежегодно потребляет более 1% всей электроэнергии, а 30 миллионов серверов расходуют еще 1,5 %, на которые ежегодно тратится от 14 до 18 миллиардов долларов США. В будущем ожидается дальнейший рост этих показателей за счет увеличения использования интернета, мобильных устройств, потребления аудио и видео контента через облачные сервисы.
“Ключевым элементом стратегии является создание разнообразных энергоэффективных решений, непременным условием которых является постоянное сокращение расхода электроэнергии, – сказал Марк Пейпермастер. – Улучшение архитектуры наших гибридных процессоров и интеллектуальные технологии потребления энергии позволят нашим клиентам ощутить значительный рост энергоэффективности в течение нескольких следующих лет. Цель по сокращению потребления электроэнергии процессорами в 25 раз к 2020 году является отражением нашей ответственности перед обществом и нашей уверенности в подобном подходе”.

“Показатели энергоэффективности информационных технологий претерпели быстрые и значительные изменения, а инновации в технологии полупроводников открывают возможности для еще большего сокращения потребления электроэнергии, – сказал доктор Джонатан Куми (Jonathan Koomey), научный сотрудник Центра Стейер-Тэйлора по политике в области энергетики и финансов при Стэнфордском университете (Steyer-Taylor Center for Energy Policy and Finance at Stanford University). – AMD постоянно улучшала энергопотребление своих мобильных процессоров, достигнув за последние 6 лет более чем 10-кратного улучшения среднестатистических показателей энергоэффективности. И эта тенденция по улучшению среднего показателя энергоэффективности, скорее всего, приведет к большему положительному эффекту для конечных пользователей в виде существенного повышения срока автономной работы и общей производительности мобильных устройств. Планы AMD по развитию технологий подразумевают 25-кратное повышение энергоэффективности мобильных устройств в течение следующих 6 лет, что значительно превышает существующий рост этих показателей при максимальных нагрузках. Достижение этой цели планируется осуществить посредством повышения производительности и снижения среднего показателя потребления энергии процессорами. Помимо преимуществ улучшенной производительности, это поможет продлить время автономной работы, будет способствовать созданию устройств малых форм-факторов и снизит негативное влияние компьютеров на окружающую среду”.

По Закону Мура количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается примерно каждые два года. Исследование доктора Куми показывает, что исторически показатели энергоэффективности процессоров следовали примерно той же закономерности.3 Интеллектуальная система управления мощностью и архитектурные особенности гибридных процессоров в сочетании с улучшениями процессов производства полупроводников и привычным потреблением энергии должны привести к значительным улучшениям показателей энергоэффективности в решениях компании AMD, превысив исторический тренд, описанный в Законе Мура, как минимум на 70 % в период с 2014 по 2020 годы.

Способы достижения лидирующих показателей энергоэффективности

Как и усовершенствования в вычислительной производительности, исторически успехи в области энергоэффективности достигались за счет появления новых поколений технологий обработки кремния, которые способствовали уменьшению размеров каждого отдельного транзистора. AMD планирует превзойти рост показателей энергоэффективности, который ожидается в технологии процессов для привычного потребления к 2020 году за счет реализации трех основных направлений, на которых базируется стратегия компании по разработке энергоэффективных решений:

Гетерогенные вычисления и оптимизация мощности: Использование Гетерогенной системной архитектуры (HSA) позволяет AMD объединять вычислительные ядра центрального и графического процессоров с ускорителями специального назначения, как например, цифровой сигнальный процессор и видеокодер на одном кристалле в APU форм-факторе. Эта инновационная технология от AMD экономит энергию за счет исключения соединений между дискретными чипами, уменьшает вычислительный цикл за счет одинакового подхода к работе центрального и графического процессоров и обеспечивает комфортное распределение вычислительной нагрузки между наиболее подходящими компонентами. Результатом стали улучшенные показатели энергоэффективности и более высокая производительность при стандартных рабочих нагрузках, включая офисные приложения, а также такие развивающиеся визуальные и интерактивные процессы, как удобный пользовательский интерфейс и распознавание изображений и речи. AMD предлагает гибридные процессоры с гетерогенной системной архитектурой для встраиваемых систем, серверных и клиентских устройств, а ее полузаказные APU можно найти установленными в новом поколении игровых консолей.
Интеллектуальное управление мощностью в реальном времени: Большинство вычислительных операций характеризуются показателями времени ожидания, интервалом между нажатиями клавиш, сенсорного ввода или времени просмотра отображаемого контента. Оперативное выполнение задач для оперативного возврата в режим ожидания и снижение мощности, используемой во время простоя, крайне важны для управления энергопотреблением. Большинству задач, которые выполняет пользователь, включая работу в интернете, редактирование документов и фотографий, это идет на пользу. Новейшие гибридные процессоры AMD осуществляют анализ рабочих нагрузок и работы приложений в режиме реального времени, динамично подстраивая тактовую частоту для достижения оптимальной пропускной способности. Таким же образом, AMD предлагает чуткое управление мощностью платформы (platform aware power management), при котором процессор может разогнаться для быстрого выполнения задачи, после чего вернуться в прежний режим.

Будущее энергоэффективности: Улучшение эффективности подразумевает под собой развитие технологий, на что уходит не один год. AMD понимает потребность в энергоэффективных решениях уже много лет назад и инвестировала в исследования, которые впоследствии привели к впечатляющим результатам. В будущем такие разнообразные возможности, как межкадровая синхронизация мощности, адаптивное напряжение на каждую часть, участки напряжения (voltage islands), дальнейшая интеграция системных компонентов и другие техники, которые пока находятся на стадии разработки, должны извлечь большую пользу от внедрения энергоэффективных технологий.

Отраслевая аналитическая компания TIRIAS Research недавно изучила методологию, применяемую в AMD для замеров энергоэффективности, и оценила перспективу достижения 25-кратного улучшения к 2020 году, после чего опубликовала доклад в открытом доступе с результатами проведенного анализа.

“Целью энергоэффективных процессоров является обеспечение лучшей производительности, по сравнению с предыдущим поколением, при потреблении такого же или меньшего количества энергии, – сказал Кэвин Крьюэлл (Kevin Krewell), аналитик в TIRIAS Research. – План AMD по увеличению показателей энергоэффективности процессоров для мобильных решений впечатляет. Мы верим, что компания достигнет поставленной цели частично за счет усовершенствования технологии, но в основном за счет сочетания экономии при сокращении потребления мощности во время ожидания, прироста производительности гетерогенной системной архитектуры и через более интеллектуальное управление мощностью. Поставленная задача подтверждает лидерство AMD на рынке вычислительных технологий, которое позволяет ей воплощать инновации в жизнь для более энергоэффективного будущего”.