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Llano : les APU A4, A6 et A8 d'AMD se dévoilent

Introduction

Lors du rachat d'ATI par AMD en 2006, il avait été rapidement mis en avant un projet commun qui devrait définir la réussite ou l'échec de ce rapprochement : Fusion. Présenté comme l'avenir de la société, il s'agissait d'inventer une nouvelle puce en se basant sur les CPU et GPU tels que nous les connaissons, tentant de profiter du meilleur de chacun, en toute situation.

En début d'année, ce projet a pris la forme d'une première gamme de produit avec la plateforme Brazos. Pensée pour l'entrée de gamme, elle avait pour objectif de reprendre des parts de marché à l'Atom, à ION, mais aussi aux CPU destinés aux machines à bas coût. Selon AMD, le pari a été plutôt réussi.

AMD Llano Slide AMD Llano Slide

2011 : l'année de Fusion. Après l'entrée de gamme... Llano arrive

Mais cela n'était qu'une première étape, le coeur Bobcat inventé pour l'occasion n'étant qu'une architecture un peu faiblarde, pensée pour la basse consommation avant tout, bien que renforcé de manière plutôt efficace par la puce graphique de la gamme Radeon HD 6k.

Le véritable objectif d'AMD pour cette année 2011 sur le terrain de Fusion et des APU était la mise sur le marché de Llano (ou K12). Sous ce nom de code se cache une nouvelle puce qui exploite un nouveau socket : le FM1 et ses 905 broches.

AMD Llano Slide AMD Lynx Fusion Llano FM1

Elle combine en réalité un ensemble de coeurs issus de l'architecture Athlon II, légèrement améliorée, à laquelle on a greffé une Radeon HD 6k d'entrée de gamme comme nous le verrons plus en détails un peu plus loin.

Objectif : mettre Sandy Bridge dans les choux... surtout au niveau Jeux / Multimédia

Décliné dans de nombreuses versions, pour le secteur de la mobilité comme pour celui des PC de bureau, Llano a pour objectif de faire tomber Sandy Bridge de son piédestal. Non pas par la puissance de son CPU, AMD sachant que cette bataille étant perdue d'avance, mais par la force de sa partie graphique, un point qui reste sans aucun doute le véritable talon d'Achille d'Intel.

Ainsi, sur le 228 mm² qu'occupe le die, une majeure partie de la surface serait occupé par cette dernière selon AMD, suivie par les coeurs et le cache puis le northbridge. De son côté, Intel aurait fait la part belle à la partie CPU au sein de ses 214/216 mm², une différence stratégique que le Texan compte bien tourner à son avantage.

AMD Llano Slide AMD Llano Slide

Nous avons donc décidé de consacrer un dossier à cette nouvelle APU, ses forces et ses faiblesses, ainsi qu'aux différentes plateformes qu'elle devrait équiper une fois qu'elle sera réellement mise sur le marché. Si vous voulez en savoir plus sur Llano, les Athlon A4, A6, A8, le socket FM1 ou les chipsets qui lui sont associés... c'est ici que ça se passe.

Llano : un Athlon II ++ et une Radeon HD 6k, le tout en 32 nm

Comme nous le disions un peu plus tôt, Llano n'est pas une révolution du point de vue de son architecture. Elle combine en effet des éléments déjà existants, qui ont été retravaillés afin de prendre place sur une seule et même puce gravée en 32 nm. C'est d'ailleurs ce premier point qui devrait ravir les adeptes d'AMD et de Global Foundries : le 32 nm est enfin là !

Un seul socket ? C'est so yesterday comme attitude

Bien entendu, il faudra attendre de voir les puces débarquer en masse sur le marché pour être enfin rassuré, mais cela ne devrait plus tarder. Comme nous l'avons évoqué, elles nécessiteront un nouveau socket : le FM1. AMD qui se faisait l'apôtre du socket unique et évolutif change donc son fusil d'épaule : puce intégrée pour Brazos, FM1 pour Llano et AM3+ pour le futur Bulldozer, sans compter les déclinaisons pour serveur... il lui sera désormais compliqué de tâcler Intel sur ce point, surtout avec Ivy Bridge qui fonctionnera sur le socket LGA 1155.

Du côté CPU, on a donc droit à une architecture qui ressemble quasiment trait pour trait à celle d'un Athlon II : exit le cache L3, un maximum de quatre coeurs de la génération « Stars », un contrôleur mémoire de type DDR3... mais les choses ont néamoins été légèrement revues et améliorées.

AMD Llano Slide AMD Llano Slide

Le CPU de Llano : un Athlon II amélioré avec un Turbo... sauf pour le haut de gamme

L'IPC aurait ainsi été augmentée de 6 % par rapport à la génération précédente grâce à de nombreuses améliorations dont le doublement du cache L2. On passe ainsi désormais à 1 Mo par coeur. AMD n'en dit pas vraiment plus, mais semble aussi pas mal compter sur son implémentation du Turbo que l'on nous annonce comme plus fine et plus maline que chez Intel.

Ainsi, il est précisé dans une documentation que l'occupation des unités sert essentiellement à la prise de décision bien que d'autres paramètres puissent impacter la fréquence de chaque élément. Mais pour ce genre de fonctionnalités, plus que les annonces au sein des PDF, c'est sans doute l'épreuve des faits qui sera la plus à même de trancher.

AMD Llano Slide AMD Llano Slide

On s'étonnera d'ailleurs de noter, comme on le verra un peu plus tard, que la présence du Turbo n'est pas systématique... mais de manière inversée à ce que fait Intel. Ce sont en effet les modèles haut de gamme qui en sont dépourvus. 

À l'inverse, l'économie d'énergie est aussi un point sur lequel AMD semble avoir largement travaillé. Sans évoquer les tensions de fonctionnement nécessaires à ses puces, que l'on constatera là encore au moment de la pratique, on appréciera l'arrivée de fonctionnalités dont nous avions longtemps regretté l'absence comme le Power Gating au niveau du CPU et du GPU. Celui-ci permet d'éteindre entièrement des parties entières de la puce afin de minimiser au maximum la consommation au repos. 

AMD Llano Slide AMD Llano Slide

Les coeurs et le packaging de la partie CPU ont droit à des états C6 alors que le GPU reprend une capacité de fonctionnement en mode réduit pour certains usages comme lorsque seul le moteur de décompression vidéo UVD est sollicité.

La partie graphique : un mix INtelligent entre Radeon HD 5k et 6k ?

Passons d'ailleurs à la partie graphique qui représente le gros de la puce et qui porte bien son nom : Sumo. Celle-ci reprend en quasi totalité l'architecture de la gamme Radeon HD 6k : DirectX 11, OpenCL 1.1, support de la 3D, moteur vidéo UVD 3... Mais on retrouve un équilibre au niveau des unités qui est plutôt du niveau de la gamme HD 5k... les magies du marketing.

AMD Llano Slide AMD Llano Slide

En effet, elle disposera d'un maximum de 400 unités de traitement, 20 unités de textures et 32/8 ROPs, soit l'équivalent des Radeon HD 5570 / 5670, mais avec une fréquence de fonctionnement réduite, ce qui implique une puissance de calcul plus proche de la première : 480 GFlops pour le plus gros modèle, la Radeon HD 6550D.

L'interface mémoire est de type 2x 64 bits. C'est la mémoire du système qui sera ici utilisée.

Une unification encore perfectible, mais une bonne gestion du PCIe 2.0

Autre point qui devrait être un facteur limitant, et sur lequel Intel et Sandy Bridge semblaient avoir fait un meilleur travail : la communication interne à la puce. En effet, alors que chez Intel un cache commun relie tout ce petit monde, chez AMD on sent que l'unification n'est pas encore totale. Ainsi, c'est le northbridge et contrôleur mémoire qui font office de lien, avec un débit de 29.8 Go/s annoncé.

AMD Llano Slide AMD Llano Slide

La DDR3 supportée ira d'ailleurs jusqu'à cette limite aussi dans les PC de bureau via la DDR3 @ 1866MHz qui n'est supportée que lorsqu'une seule barette par canal est utilisée. Il faudra sinon se contenter de la DDR3 @ 1600 MHz, ce qui sera systématiquement le cas dans la version mobile.

AMD indique d'ailleurs aux testeurs que le gain en fréquence sur la mémoire dispose d'un impact direct sur les performances dans les jeux, il en sera de même avec le mode Dual Graphics sur lequel nous reviendrons un peu plus loin.

Du côté des bonnes nouvelles, on notera par contre la flexibilité du support du PCIe 2.0. 32 lignes sont en effet présentes au sein de la puce : 
  • 2 groupes x4 dédiés à l'affichage (DVI-SL/SL, DP...)
  • 4 groupes x4 pour l'affichage ou une carte graphique (pouvant former un bloc x16 ou deux blocs x8)
  • 1 groupe x4 à usage divers
  • 1 groupe x4 dédié à l'UMI (communication avec le chipset)
Un point fort dont AMD disposait au sein de ses northbridge qui est désormais présent directement au sein de l'APU et dont ferait bien de s'inspirer Intel qui est bien plus rigide et bien moins complet sur ce point.

Si deux sorties vidéos peuvent être utilisées en simultanée, notez que pour le support du DVI-DL et du 2560x1600, les constructeurs semblent tous indiquer qu'il faudra activer une fonctionnalité spécifique dans le BIOS, notamment lorsqu'une sortie DP sera aussi présente sur la carte. Celle-ci sera alors désactivée. Nous reviendrons sur ce point dans de futurs PCi Labs.

Les chipsets A55 / A75 & A60M / A70M

Tout comme le fait Intel depuis l'arrivée de la génération Core, AMD intègre désormais tout ce qui composait le northbridge au sein de sa puce, l'APU. Reste néanmoins le besoin d'un chipset pour contrôler les E/S, qui n'est désormais plus formé que par l'ex-southbridge. Avec Llano, AMD en propose quatre : deux pour la mobilité (plateforme Sabine), deux pour le marché des PC de bureau (Plateforme Lynx)... et ils ne se distinguent pas fortement.

Chipsets : cap sur l'intégration de l'USB 3.0

AMD Llano Slide AMD Llano Slide

En effet les A55 et A60M se ressemblent plutôt, tout comme les A75 et A70M : leur différence majeure se joue au niveau de l'USB. Dans l'ensemble des cas, ce sont pas moins de 14 ports qui sont de la partie. Mais la version la plus véloce est néanmoins composée de quatre ports USB 3.0 alors que l'autre se contente de l'USB 2.0. AMD est ainsi le premier à intégrer directement cette technologie.

AMD Lynx Fusion Llano A55 A75 Chipsets AMD Lynx Fusion Llano A55 A75 Chipsets

Autre point que ne met pas toujours clairement AMD en avant : le S-ATA 6 Gbps. Dans un schéma, on voit clairement qu'il n'est présent que sur l'A75, et non sur l'A55. Il devrait en être de même pour leurs déclinaisons mobiles.

Des capacités classiques, mais complètes

Pour le reste, on notera que ce sont ces puces qui sont en charge de la gestion du VGA, qu'elles disposent de quatre lignes PCIe 2.0 qui leurs sont propres, ou encore de la gestion des RAID 0, 1 et 10. Les TDP annoncés sont de 7.6 et 7.8 W pour les A55 / A75 qui sont gravés en 65 nm.

AMD Llano Slide

Comme nous le disions à la page précédente, le chipset sera relié à l'APU par l'UMI qui n'est rien d'autre qu'un lien PCIe 2.0 x4.

Llano : les gammes pour portable & PC de bureau

Passons maintenant à l'étude des gammes et à leur dénomination. Il faut tout d'abord savoir que ces APU se découpent en trois familles : A4, A6 et A8. Seules les deux dernières sont représentées au sein de l'offre pour les PC de bureau pour le moment. Elles se distinguent principalement par le nombre d'unités de la partie graphique, puis par le nombre de coeurs intégrés (et donc le cache L2). La fréquence de fonctionnement et la mémoire supportée définira ensuite le TDP.

Un découpage assez simple et logique, avec quelques subtilités

AMD Fusion Vision Logos Llano AMD Fusion Vision Logos Llano AMD Fusion Vision Logos Llano

Du côté du monde mobile, celui-ci sera limité à 35 ou 45 watts. On notera que la fonction Turbo sera toujours présente, avec une fréquence de base qui varie de 1.4 à 2.1 GHz et une fréquence maximale qui varie de 2.3 à 2.6 GHz. 

AMD Llano Slide

Les versions MX auront droit au support de la DDR3 @ 1600 MHz alors que les versions M se contenteront d'une fréquence de 1333 MHz.
 
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La partie graphique pourra disposer de 240 à 400 unités de traitement cadencées à 400 ou 444 MHz. On retrouvera ainsi les Radeon HD 6480G, 6520G et 6620G.

PC de bureau : forte fréquence ou Turbo... il faudra choisir

La gamme dédiée aux PC de bureau est bien plus simple puisqu'elle ne compte que quatre références proposées au sein des familles A6 et A8. Elles disposent donc toutes de quatre coeurs, de 4 Mo de cache L2 et affichent un TDP de 65 watts ou 100 watts. Elles peuvent supporter la DDR3 @ 1600 MHz ou @ 1833 MHz si une seule barette par canal est utilisée. 

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La différence entre les modèles 3600 / 3650 et les 3800 / 3850 se fera par contre sur la gestion de leur fréquence. Il sera ainsi assez intéressant de les opposer : les premiers modèles disposeront d'une fréquence plus faible, mais du Turbo, ce qui explique leur TDP réduit, alors que les seconds auront une fréquence nominale fixe, mais plus élevée.

Sans doute une manière pour AMD de faire la différence entre les utilisateurs qui recherchent la performances, et ceux qui recherchent un comportement énergétique plus flexible. Un peu comme pour avouer qu'il était impossible de cumuler les deux ?

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La différence entre les modèles A6 et A8 se fera sur la partie graphique, qui sera soit une Radeon HD 6530D, soit une HD 6550D. Une différence de référence qui semble annodine mais qui annonce la perte d'un des cinq groupes d'unités et une fréquence de fonctionnement qui passe de 600 MHz à 443 MHz. Résultat : la puissance de calcul est quasiment divisée par deux.

Des tarifs qui devraient mettre à mal Intel, mais attention aux Phenom II X4 / X6

Côté tarif, on attend encore la liste de prix complète d'AMD et l'arrivée des puces chez les revendeurs pour juger, mais le Texan nous a précisé que le modèle le plus véloce, l'A8-3850, serait proposé à 129 € (135 $). Un positionnement fort face à la gamme d'Intel qui n'a qu'un Core i3 2120 à proposer à un tel tarif... mais qui risque de rentrer en conflit avec les Phenom II X4 haut de gamme ou les premiers Phenom II X6.

Il sera d'ailleurs INtéressant de voir comment AMD compte pousser les utilisateurs à passer sur sa nouvelle gamme, et quel sera le choix de ces derniers au moment de l'achat.

L'arme anti NVIDIA : Dual Graphics

À défaut de proposer une technologie telle qu'Optimus de manière finalisée et généralisée, AMD a décidé de se mettre à profiter de son avantage de fonctionnement par plateforme complète en réintroduisant une vieille idée : Hybrid Graphics. Cette fois, le nom est devenu Dual Graphics, mais l'idée reste la même.

Hybrid graphics fait son retour... mais change de nom

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Le constructeur propose ainsi de cumuler la puissance de la partie graphique intégrée à l'APU à celle d'une carte graphique indépendante, un peu comme on le ferait avec un système CrossFire. Il faudra bien entendu qu'il s'agisse d'un modèle Radeon de gamme équivalente : une manière de se distinguer d'Intel tout en incitant les intégrateur à ne pas utiliser de puces NVIDIA.

Une solution pour se démarquer... qui arrivera à INtéresser les utilisateurs cette fois ?

AMD Llano Slide AMD Llano Slide

Les combinaisons proposées semblent assez complexes. AMD propose ainsi des tableaux assez complets, qui ne semblent pour autant pas forcément simple à comprendre... dès lors, on se doute que c'est une fonctionnalité qui n'intéressera surtout que les OEM... et encore. Il faudra néanmoins vérifier les gains dans la pratique, et juger de l'intérêt par rapport à l'achat d'une carte graphique plus véloce.
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