AMD will Energieeffizienz bis 2020 um Faktor 25 steigern

Bei auf möglichst hohe Rechenleistung getrimmten Prozessoren hat AMD gegenüber Marktführer Intel seit Jahren das Nachsehen. In puncto Effizienz, also der Leistung in Relation zum Energiebedarf, ist AMD mit sparsamen APUs wie „Kabini“ oder dessen Nachfolger „Beema“ wiederum gut aufgestellt. Die Effizienz steht künftig im Fokus.

Dies verdeutlichte AMDs Technik-Chef Mark Papermaster während einer Rede anlässlich der China International Software and Service Fair (CISIS). Dort kündigte der CTO an, dass AMD bis zum Jahr 2020 die Energieeffizienz seiner APUs um den Faktor 25 verbessern will.

Diese Ziel erscheint sehr ambitioniert. Nach eigenen Angaben hat AMD im Zeitraum von 2008 bis 2014 die Effizienz bei „typischer Nutzung“ bereits um das Zehnfache steigern können. In den nächsten sechs Jahren müssen die Fortschritte entsprechend nochmals höher ausfallen, um das formulierte Ziel zu erreichen.

Creating differentiated low-power products is a key element of our business strategy, with an attending relentless focus on energy efficiency, [...] Through APU architectural enhancements and intelligent power efficient techniques, our customers can expect to see us dramatically improve the energy efficiency of our processors during the next several years. Setting a goal to improve the energy efficiency of our processors 25 times by 2020 is a measure of our commitment and confidence in our approach.

Mark Papermaster, Chief Technology Officer bei AMD

AMD nennt drei „zentrale Säulen“, mit denen effizientere APU-Designs geschaffen werden sollen:

• Heterogeneous-computing and power optimization
• Intelligent, real-time power management
• Future innovations in power-efficiency

Die Heterogeneous System Architecture (HSA), die als Grundprinzip hinter AMDs Accelerated Processing Units (APU) steht, umschreibt die Kombination aus CPU- und GPU-Recheneinheiten sowie weiteren auf ihr jeweiliges Aufgabengebiet spezialisierten Chips. Gerade diese Spezialisierung soll ihren Teil zu einer höheren Energieeffizienz beitragen: Ist ein Bauteil besonders für ein Einsatzszenario geeignet und erledigt die Aufgabe entsprechend effizient, steigt die gesamte Effizienz des Systems. Zudem macht die Zusammenführung von sonst separaten Chips externe Verbindungen überflüssig, was ebenfalls Energie spart. Aktuelle SoCs sind das beste Beispiel für eine solche Kombination aus CPU, GPU und Chipsatzfunktionen.

Mit „intelligentem Echtzeit-Power-Management“ sind vor allem dynamische Anpassungen der Frequenzen durch verschiedene Power-States gemeint. Der Wechsel zwischen hohen Frequenzen zur Erledigung einer Aufgabe und niedrigen Frequenzen, wenn das System nicht belastet wird, muss möglichst schnell und reibungslos vonstatten gehen. Sowohl AMD als auch Intel setzen dabei seit einiger Zeit auf eine Kombination aus Energiespar- und Turbomodi, die in Abhängigkeit vom Workload automatisch gesteuert werden.

Wirklich neu sind diese Ansätze nicht, sie sollen nur künftig konsequent weiterverfolgt werden. Darüber hinaus sollen langjährig erarbeitete Innovationen beim Chip-Design die Energieeffizienz steigern. Neben „Inter-frame power gating, per-part adaptive voltage, voltage islands, further integration of system components“ sollen laut AMD weitere, noch in der Entwicklung befindliche Techniken künftig ihren Beitrag zu mehr Effizienz leisten.

Die Realisierbarkeit des bis 2020 anvisierten Ziels untermauert der Halbleiterhersteller mit einer Studie der Firma TIRIAS Research, die AMD zu diesem Zweck in Auftrag gegeben hatte.