APU(Accelerated Processing Units)是将CPU和GPU功能融合在一起的产品。APU将CPU和
独立显卡核心集成在一块
晶片上,从而结合CPU和GPU的优势,提供高性能处理和图形能力。它由AMD公司推出,融合了CPU和GPU的处理能力,为软件开发者提供了灵活性,用于开发新的应用。APU可以提供更好的能效和较低的功耗,适用于
手持移动设备和
轻量级计算机。因此,APU相对于CPU来说具有更强的图形处理能力,并且在功耗和能效方面更具优势。
自2006年以54亿美元收购ATI以来,AMD成为全球唯一一家同时拥有高性能CPU处理器、GPU
显卡、
芯片组主板的半导体企业。在此基础上,AMD推出了融合CPU和GPU两者优势于一身的全新处理器——APU(加速处理单元),并陆续推出多代产品,如Trinity、Richland、Kaveri、Godavari等。AMD APU主要针对移动和桌面平台,产品系列覆盖锐龙、速龙、弈龙系列等。截至2023年,AMD发布的最新款桌面版APU是锐龙7 5700G与锐龙5 5600G,移动版APU则是锐龙8040等系列产品。从2013年到2020年,
AMD笔记本APU处理器销量占据了市场份额的23%,2022年第三季度,AMD公司收入同比增长29%。
AMD公司的产品在多个领域都有广泛的应用。它们不仅适用于桌面电脑和
笔记本电脑,还广泛应用于游戏主机、嵌入式系统和轻薄型便携设备。此外,
AMD的处理器和
显卡在医疗成像领域也发挥着重要作用。
发展历程
AMD公司是推动
异构计算的先行者。2006年7月底,AMD 宣布以54 亿美元的高价收购 ATI,完成了 CPU 行业、GPU 行业有史以来最重量级的一次整合。自收购达成起,AMD 也成为全球唯一一家同时拥有高性能CPU 处理器GPU 显卡、
芯片组主板的半导体企业。在宣布收购的第二天,AMD 便迫不及待地宣布要把高性能 CPU、GPU 做到同一颗芯片上,并在三个月后将这一项目命名为“Fusion”(融聚),又过了两个月再次提出了全新的“APU”(加速处理器)概念。APU是
AMD融聚理念的产品,它第一次将处理器和
独立显卡核心做在一个
晶片上,协同计算、彼此加速,同时具有高性能处理器和最新支持独立显卡的处理性能,大幅提升电脑运行效率,实现了CPU与GPU真正的融合,APU加速处理器将是未来发展的趋势。
收购ATI并发布首款APU
2006年7月24日,AMD宣布以总价54亿美元收购全球顶级图形计算企业ATI,收购完成后,AMD宣布了一项代号为“Fusion”的计划,这个计划的目的是制造一个融合CPU和GPU两者优势于一身的全新处理器——APU(Accelerated Processing Unit),也叫加速处理单元。2011年1月美国
拉斯维加斯,
AMD APU在“
国际消费类电子产品展览会 2011”展会发布第一代APU——“LIano“,随后2011年5月份在
台北市ComputeX展会上获得“ComputeX 2011最佳选择奖”,也是AMD A系列APU产品首次亮相。AMD A系列APU是AMD的新一代主流级CPU。其中,旗舰型号为AMD A8-3850,采用最新的32nm制作工艺。CPU部分采用原生四核设计,基于Husky
微架构(K10的改进版),默认主频为2.9GHz,每个核心拥有1MB二级
CPU缓存。GPU部分为Radeon HD 6550D,具备400个流处理单元,默认频率为600MHz。热设计功耗为100W,最高支持DDR3-1866
内存,接口为全新的FM1,需要搭配A75主板。
AMD处理器在移动领域以前存在功耗控制困难,导致温度高、续航时间短。但引入APU处理器后,续航时间和散热体验得到了显著改善。
续航和性能提升
2012年5月15日,加州桑尼维尔讯——AMD公司发布了第二代APU——"Trinity",第二代A系列APU适用于
笔记本电脑,
超薄笔记本电脑,
一体机以及嵌入式设计等多样化需求,凭借CPU和GPU功耗控制,电池续航时间提升至12小时,与第一代APU——LIano相比较在同等功耗下将浮点计算性能提高50%,综合计算性能提升了29%,图形效能提升了51%。2012年6月6日
AMD公司在
台北市举行了第二代APU——“Trinity”的发布会。AMD全球副总裁
吴彦群表示,第一代APU截至2012年6月已经有3000万颗的出货量,推动AMD在中国笔记本市场的占有率增长了6%。第二代APU最为重要的一个技术点,就在于Turbo CORE 3.0技术的支持,它与
英特尔的睿频2.0技术相仿,也是根据实际的计算需求,动态的去提升或者降低CPU与GPU的工作频率,其幅度分别可达19%与20%。
AMD Trinity APU是使用GlobeFoundry 32nm工艺的处理器,CPU部分基于第二代Bulldozer“
推土机”x86架构,代号Piledriver“
打桩机”,支持原生USB3.0等特性。它能够加速
奥多比软件、
Internet Explorer 9.0和
Microsoft Office 2010,提供出色的体验。同时,低功耗也是其优势之一。AMD APU已经上市一周年,AMD凭借APU在
上网本、轻薄笔记本领域,斩获颇丰。仅去年一年,
AMD APU的全球出货量就突破3000万颗。这意味着,去年全球有3000万台笔记本采用了APU处理器。
提升计算性能和独显性能
2013年6月6日,AMD公司在
台北市世贸中心的“2013台北国际电脑展”发布了第三代A系列APU——“Richland”,搭载其处理器的PC拥有比第二代APU更强的计算性能,独显性能,和可平滑升级的平台。还展示了完整的2013 APU产品线,为众多的OEM系统提供计算动力,利用
AMD APU的计算性能更新了新一代软件和应用。第三代APU的整体情况来看,低功耗管理、高速
内存支持、更加完善的
异构计算系统(CPU+GPU协作计算)、以及更高效的图形处理能力,是其鲜明的特性所在。截止到2013年6月,AMD的Richland APU中的GPU占据了整个处理器的42%,在游戏、OpenCL等方面保持领先。
支持高级图形和音效技术
2014年1月7日-10日,AMD公司在美国
拉斯维加斯的“International
国际消费类电子产品展览会 2014国际消费电子展”发布第四代APU——“Kaveri”的各样电子产品,搭载着AMD Radeon R7系列核心,拥有12个运算核心(4个CPU与8个GPU核心),一种全新的计算架构——HSA,与次世代绘图核心架构(Graphics Core Next;GCN),并且支持DirectX 11.2技术,
AMD TrueAudio技术,32声道环绕立体音效技术,UltraHD(4K)
分辨率。于2014年1月15日在中国台北发布。
提升性能和电池续航时间
2015年5月10日,搭载全新第五代APU—“Godavari”的A10-7850K、A10-7800、A10-7700K、A8-7650K、A8-7600、A6-7400K和A4-7300等多款型号处理器在美国正式发售,与移动版第六代“Carrizo APU”相比,“Godavari”更像是第3.5代Kaveri APU,从架构上与“Kaveri”没有太大的区别,在动态加速频率上小幅度提升0.1GHz,达到4.1GHz。2015年5月27日,
AMD公司在北京召开技术沟通会,其中代号为“Carrizo”的A系列
笔记本电脑处理器搭载着
台式机被展示,它比上一代产品电池续航时间提升高达2倍,而游戏性能是同类竞品的2倍,通过支持HEVC/H.265 硬件解码加速实现流畅的4K
UHD视频。
支持新一代技术和改进的架构
2016年9月,AMD公司发布了代号为 Bristol Ridge 的桌面第七代AMD A系列APU产品,CPU 架构升级为 Excavator(
挖掘机)架构。第七代采用改进的 28nm 制程工艺,Socket AM4 封装接口。第七代 APU 产品有高端的 A12、
A10 Fusion,支持 DDR4-2400
内存:低端的A8、A6、ATHLON 支持 DDR4-2133。支持 USB 3.1、HDMI 2.0PCI-E 3.0H265 硬件解码、VP9 解码、MJPEG解码。
AMD 公司为第七代 APU 准备了三款 AM4 接口的
芯片组AMD B350对应主流市场,AMD A320对应大众市场,AMDX/B/A300 对应小型主板。Bristol Ridge APU比Kaveri APU有了相当明显的改善,性能提升功耗下降,能耗比大幅提升。
锐龙系列
Zen架构
2018年2月,AMD正式发布基于Zen架构,并搭载Vega GPU的APU产品,其中包含两个型号——锐龙5 2400G、锐龙3 2200G。
锐龙5 2400G为四核八线程,L2/L3
CPU缓存 6MB,主频3.6GHz,加速频率最高3.9GHz,内置11个Vega 图形计算单元,GPU 最大频率1250MHz。锐龙3 2200G则为四核四线程设计,L2/L3缓存6MB,主频3.5GHz,加速频率最高 3.7GHz,内置8个Vega 图形计算单元,处理器核心部分是基于14nm制程的Zen架构,GPU最大频率为1100MHz。
2019年6月,
AMD发布了第三代锐龙3000系列处理器,并同时将桌面锐龙APU升级到了3000系列。新的锐龙APU有两款型号,锐龙5 3400G和锐龙3 3200G。它们与锐龙3000 CPU不同,没有采用最新的7nm工艺和Zen 2架构,而是使用了12nm Zen+架构,同时集成了Vega GPU图形核心。
锐龙5 3400G有4核8线程,CPU的基准频率为3.7GHz,最大加速频率为4.2GHz。相比上一代锐龙5 2400G,它的频率提高了100MHz和300MHz,
并集成了Vega 11 GPU,拥有704个流处理器,频率为1400MHz,提速150MHz,热设计功耗为65W。
锐龙4000G APU采用7nm工艺和Zen 2架构,完美跟上代桌面锐龙3000CPU、笔记本锐龙4000H/4000U APU系列,也将是7nm Zen 2家族的最后一环。
2022年9月,
AMD推出了7020系列APU处理器,针对移动笔记本市场。这些处理器采用了Mendocino家族的超低功耗设计,主打
性价比。基于AMD Zen 2架构,GPU部分采用了R
脱氧核糖核酸2架构。已公开了三款SKU,包括
锐龙5 7520U、锐龙3 7320U和速龙
金牌7220U,计划在2022年第四季度上市。锐龙5 7520U拥有4核8线程,频率范围为2.8~4.3GHz,带有6MB
CPU缓存,集成了Radeon 610M GPU显示单元(2CU),功耗为8~15W。而速龙金牌7220U是最入门级的款式,采用双核四线程设计,同样集成了Radeon 610M GPU显示单元。这些处理器具有超低功耗,据称可以让
笔记本电脑实现高达12小时的续航,并支持语音唤醒、快速充电以及
微软 Pluton安全协处理器等功能。
Zen 3架构
在2021年4月13日,
AMD发布了新一代桌面处理器
锐龙5000G系列,采用了基于7nm Zen 3架构。这些处理器将在零售市场销售。锐龙5000G系列的处理器架构升级到了Zen 3,相比于Zen 2架构,IPC性能最多提升19%。其中,AMD锐龙5 5600G采用了与AMD锐龙7 5700G相同的CCX配置,因此具备16MB三级
CPU缓存,比
英特尔酷睿i5 11600K多出4MB。此外,AMD锐龙5 5600G的核显频率为1.9GHz,拥有7个CU,规格与上一代AMD锐龙5 4600G内置的Radeon Vega 7核显相同。在
内存支持方面,
AMD锐龙5000G与锐龙5000系列保持相同的规格,默认支持DDR4 3200,可以通过超频实现更高频率的支持。
Zen 4架构
锐龙8040系列延续了前代的特点,采用了Zen 4架构,提供8核心16线程和RDNA 3核显,最高12个计算单元。该系列主要提升了AI性能,升级了XDNA NPU,AI
算力从10TOPS到16TOPS,提升幅度达到60%。整体算力从33TOPS增加到39TOPS,生成式AI的性能得以提升。根据官方数据,
锐龙8040系列在Llama 2大
语言模型和视觉模型方面相较前代7040系列,性能提升最多40%。
2023年1月6日,
AMD董事会主席兼首席执行官
苏姿丰博士在“CES 2023”展会上,分享了AMD APU进展:为了推进个人电脑和游戏发展,
AMD公司发布了AMD 锐龙7040系列移动处理器,配备高达8颗“Zen 4”核心和AMD RDNA 3
显卡以及锐龙AI技术——首款内置于x86处理器中的专用
人工智能硬件。
市场定位
AMD有明确的产品定位,与
英特尔存在很大区别。AMD的处理器产品可以分为两大类:带有
独立显卡核心的APU和不带独立显卡核心的处理器系列。不论是带有独立显卡核心的APU还是不带独立显卡核心的CPU,都有各自的定位。FX系列是不带独立显卡核心的处理器系列。APU产品的最大卖点在于强大的显示性能,在预算有限的情况下也能获得出色的
显卡性能,非常适合预算不足但对显卡要求较高的用户。
根据不同领域,
AMD Fusion APU分为多个系列,如面向便携
手持移动设备的E系列和面向嵌入式领域的C系列。其中,最受关注的是A系列APU,也就是常说的Llano APU。如果说Bulldozer处理器应对的是价格在700美元以上的高端领域,那么价格在700美元以下的主流领域就是Llano APU的市场。虽然我们暂时未能获得Llano APU的具体售价,但我们可以进行简单分析。Llano APU分为A8/A6/A4三个系列,分别针对价格在699/599/499美元的市场,其主要竞争对手是
英特尔Core i3/i5系列的Sandy Bridge处理器。尽管两者在GPU和CPU方面都有所领先,但用户在购买产品时会综合考虑,这时Llano APU的优势就显现出来了。
产品阵列
AMD公司发布了总共13代APU主要平台,第一代APU——LIano是首款“AMD Fusion APU”,集合GPU和APU的优势,有四个核心,有AMD VISION Engine(视觉引擎)和AMD AllDay Power(全天候待机)两种核心技术,续航时间是10个小时。经过十二年的迭代,“AMD Fusion APU”迭代到了第13代,也就是
锐龙六代——锐龙7000系列处理器,拥有16个核心,32线程,加速频率最高达5.7/4.5 GHz,与第一代相比不管在核心数量,加速频率等各个方面都实现了另一个维度的飞跃。
APU与CPU的区别
APU和CPU是处理器的两种不同类型。CPU是传统的
中央处理器,主要负责执行
计算机的指令和控制计算机的操作。它包含多个核心,每个核心都专注于执行算术、逻辑和控制操作。CPU在处理器性能方面表现出色,适用于需要强大单线程性能的任务,例如游戏、编码、渲染等。而APU是融合了CPU和GPU(Graphics Processing Unit)的处理器。除了执行计算操作外,APU还集成了图形处理能力,可以进行高性能的图形处理和加速。这使得APU在处理图形密集型任务(如游戏、图像编辑)时具有优势。同时,APU还可以提供更好的能效和较低的功耗,适用于
手持移动设备和
轻量级计算机。因此,APU相对于CPU来说具有更强的图形处理能力,并且在功耗和能效方面更具优势,而CPU则专注于处理计算操作并提供更高的单线程性能。选择使用APU还是CPU取决于具体的应用场景需求。
应用领域
AMD 加速处理器(APU)在多个应用领域都有广泛的应用。下面是一些主要的应用领域:
营销与销量
从2013年到2020年,
AMD笔记本APU处理器(内置Radeon显卡)销量占据了市场份额的23%,约达到1.27亿颗(张)显卡;而AMD桌面级APU处理器(内置Radeon显卡)的市场份额为12%,约达6600万颗(张)
显卡。
根据 Jon Peddie Research 公司的报告表示,在2017年第3季度
AMD 的桌上型 APU(加速处理器)的销量也较上一季增长了 7.1%,而
笔记本电脑 APU 销售量也较上一季增长了 2.2%。
2017年第四季度,本季度营业额为14.8亿美元,同比增长34%,主要得益于Radeon显卡和
锐龙处理器的巨大销量。本季度营业额环比下降10%,主要由于半定制SoC产品销量季节性降低所导致。
据外媒报道,随着PC电脑市场的一些消费者逐渐转向智能手机,游戏玩家成为推动GPU市场发展的重要因素。在今年第三季度,
英伟达的GPU销量环比增长了29.53%,
AMD的GPU销量同比增长了7.63%,
英特尔的GPU销量同比增长了5.01%。报告指出,高端游戏电脑对GPU的需求增加,主要受益于游戏和加密货币。第三季度,独立GPU已应用到39.55%的PC电脑中,较上季度增长了4.18个百分点。此外,AMD的桌面APU销量增长了7.1%,
笔记本电脑APU销量增长了2.2%;
台式机GPU销量增长了16.1%,笔记本电脑GPU销量增长了5.2%。总体来说,AMD的所有GPU销量环比增长了7.6%。
2022年第三季度,客户端事业部营业额为10亿美元,同比下降40%,主要原因是PC市场疲软,以及整个PC供应链降低库存,导致处理器出货量减少。客户端处理器平均售价(ASP)同比增长,主要得益于Ryzen(
锐龙)台式处理器更丰富的销售组合。与去年同期4.90亿美元的经营收入相比(占营业额的29%),本季度的经营亏损为2,600万美元,主要原因是营业额的减少。
根据MindFactory平台的数据显示,截至2022年12月为止,
AMD 锐龙7000系列处理器共售出7650颗(张)。其中,最受欢迎的是锐龙7 7700X,销量达2810颗(张),日均售出32.6颗(张)。其次是锐龙5 7600X,日均销量为21.7颗(张)。而高端型号
锐龙9 7950X和锐龙9 7900X的日均销量分别为18.5颗(张)和14.2颗(张)。另外,AMD 锐龙5000系列处理器已售出20.4万颗(张),其中最畅销的是火爆的锐龙5 5600X,已售出接近7.1万颗(张),日均销量高达91颗(张)。
媒体评价
腾讯新闻客户端:2023年6月在“
AMD数据中心与人工智能技术首映会”上,AMD CEO
苏姿丰介绍了数据中心APU(加速处理器)Instinct MI300的更多细节,以及第四代Epyc产品的更新内容。其中,最亮眼的莫过于最新发布的AMD Instinct MI 300X芯片,其集成的
晶体管数量达到1530亿,并且拥有192GB的HBM 3(第三代高
带宽内存),可处理的参数达到了400亿。
新浪科技:新一代锐龙笔记本APU将在2023年4月底发布,其中包括核心代号为
凤凰硒鼓“凤凰”的Ryzen 7040系列笔记本APU处理器,包括7840HS等型号。这些新款APU都集成了RDNA3核显,低压U系列版本因此会带来非常不错的图形表现。
太平洋电脑网:
AMD二代APU的亮点在于GPU部分的性能提升,CPU部分支持Turbo Core 3.0,最大Turbo到4.2G,但TDP热设计功耗保持不变;此外还有许多细节方面的改进,例如支持高清视频加速等。
快科技:AMD 7020系列定位超低功耗,主要面向专注
性价比的移动笔记本平台,统一采用6nm工艺制程。架构方面,CPU基于Zen2,GPU集成RDNA2,该系列公开了三款SKU,分别是锐龙5 7520U、锐龙3 7320U、速龙
金牌7220U。
中关村:
AMD APU的笔记本堪称“三千多元价位下极具性价比的游戏型笔记本”,无论是热门网络游戏、大型单机游戏,还是需要GPU加速的
P图 CS4、
Internet Explorer 9.0等常用软件,它都能展现出比同价位产品更好的图形处理能力,带给用户更流畅的应用体验。此外,通过实际测试我们还发现,AMD APU能够很轻松地流畅播放1080p高清电影。
腾讯新闻客户端:锐龙5000G在专业设计综合性能方面可以胜过频率更高的同级竞品,同时满载功耗几乎低了一半,对于商业用户来讲等于更加高效、更加省电、更适合放在迷你主机中,节约更多的部署与运营成本。