AMD Piledriver 打樁機架構解析，二代 APU 挑戰 Core i3 跑實測

近年來 AMD 在 CPU 研發上碰到現實的問題，再怎麼強的新架構，都還是看不到對方頂級產品的車尾燈，這點令人相當難過。而筆者認為，能夠支撐 AMD 一路與其他公司抗衡至今的，還是自收購 ATI 公司而來，引以為傲的繪圖技術。因此從Bobcat、Llano這兩代APU設計中，儘管整合的繪圖核心都擁有當代數一數二強悍的實力，但CPU效能還是高不成低不就，仍然在低價位市場與對手苦戰，而這也讓Trinity以救世主之姿降臨。拿出Trinity與Llano、Bobcat相比，Trinity一樣擁有AMD有史以來最好的內顯，其效能足以傲視對手。而過去往往視為罩門的CPU運算效能，在設計Trinity之時也整合了現今AMD最先進的微處理器架構Piledriver（打樁機），讓Trinity擁有比起Llano更高的時脈。就產品本身可以說是AMD近期主要處理器與繪圖技術的集大成。也可以說是Piledriver微架構的提前彩排。Piledriver架構嚴格說起來，與Bulldozer的差異並不大。簡單整理一下，Bulldozer架構下的每個模組會由2個擁有4條管線的整數運算單元組成，但他把所謂的FPU（浮點運算單元）從2個合成1個，於是128位元的FPU因為2合1變成了256位元，這個模組內的L2快取是共享的，而L1則是每個模組獨佔。因此說它是雙核心不太對，因為FPU只剩下1個而不是2個，而架構上看起來是有點怪的單核心，但比較確切來說是變成2個邏輯核心。Piledriver在架構上不會與Bulldozer有太大的差別，而部分國外科技媒體則稱它為「New Stepping of Bulldozer」，是步進比較新的Bulldozer。指令集方面，將加入FMA4/3、AVX、AES和XOP等新指令集，並且加強的電源管理方面的功能，使功耗效能比表現更佳，並且將會有更高時脈的產品出現。給人一種「只對耗電問題解決，並在某些方面的改良當中讓時脈變得更好提升。▲Piledriver很有可能會只是小改良的Bulldozer，會在耗電與時脈上有點能耐，但5月發表Mobile版本Trinity時已經讓我們先見識過了。以一個長久以來標榜著P-Rating的CPU設計公司來說，AMD近期先是追逐多核心，接著開始追起高時脈數字，有點令人詫異。APU雖然打出了AMD手中最好的一張牌，但前代的Llano貧弱的CPU效能上，已經加強消費者對APU僅止於低價機種的印象。AMD的下一步以高時脈為出發點，從原本A8-3870K時期最高預設時脈3.0GHz，拉高到現在Trinity的3.8GHz。這點雖然看起來有勇無謀，但至少能在時脈數字上先挽回面子，再透過壓低訂價來鞏固入門級使用者佔有率。值得一提的是，A10-5800K雖有逼近4GHz的預設時脈，但在自家Turbo Core 3.0技術輔助後，除了預設4.2GHz的Turbo時脈外，甚至可以瞬間衝出將近5GHz的數字。不過高時脈亦有廢熱與耗電問題，容易被消費者放大檢視。APU是Accelerated Processing Unit的縮寫，中譯為加速處理單元或加速處理器。在傳統電腦設計中，CPU負責絕大多數的運算工作，但仍無法滿足電腦的所有運算需求。而在整合APU後，可輔助CPU處理特殊運算，像是圖形處理、向量計算。這類的輔助處理單元大多是GPGPU（通用運算處理器）、FPGA（field-programmable gate array），或是任何可以執行特殊運算的單元。APU廣為人知是AMD在2011年推出代號Llano的處理器之後，其後APU幾乎成為該系列CPU的代名詞。但是廣義來說，Intel具備HD Graphics顯示核心的CPU也能算是APU的一種。繪圖核心技術已經是AMD最大的王牌，也是APU最大的賣點所在。APU能撐出一片市場，繪圖部門的研發成果並不能避而不談。而令人覺得微妙的是，APU的發展勢必要與自家的獨顯有一段距離差，以避免產品線重疊。這一代的GPU，使用VLIW 4架構，與北方群島系列有相似的血緣。Trinity的GPU設計來自於精簡後的Cayman核心。有204個紋理單元與8個ROPs，每組Thread Processor中只有4個Stream Processing unit，每個Stream Processing unit設有6個SIMD引擎，每個SIMD擁有16個VLIW4陣列，總和有384個SP。雖然384個SP較過去400個SP少了點，但因為架構從VLIW5提升到VLIW4，因此反而效率有所增加。Trinity就是基督教信仰中的「三位一體」，三位是三種位格(persons)，指天父、耶穌、聖靈（或稱做聖神）。AMD用Trinity是指Piledriver架構處理器、Northern Islands架構GPU與Southern Islands影像引擎。從上一代Llano的FM1腳位，到現在Trinity的FM2腳位，很多人第一個印象都是「X！先前買的又要淘汰了。」但筆者認為，AMD從939、AM2一路下來到現在的AM3+、FM1腳位，在散熱器的安裝與扣具距離上，幾乎是同個模型刻出來的。現在的AMD腳座就算分成上下兩片的形式來扣住散熱器，也一樣可沿用舊式扣具。這點在FM2上也獲得了印證。不過處理器看起來針腳很像，但腳座彼此不合，FM1的APU仍然只能插在FM1主機板，無法用在FM2，而FM2也是同樣的道理。晶片組的部分，則是Trinity推出後比較缺乏改變的地方。隨著APU推出，對應的晶片組只有A85X一款。改變的部分幾乎乏善可陳。最主要的部分是SATA 6Gb/s的埠數從過去的6組提高到了8組，晶片組TDP為7.8W。大多數的規格都沒有變，USB 3.0仍然是4組，而CrossFore的支援仍然將16條PCI-E通道拆分成x8/x8來運作。但可以確定的是，便宜好用的A75、A55晶片組仍然有存活的機會，只要廠商搭配FM2處理器插槽，就能支援Trinity。而Intel陣營中幾乎快成為國民配備的PCI-E 3.0匯流排，在A85X晶片組依然見不到，也可能是因為AMD覺得沒必要跟進，或是這一代產品適合維持現狀。不管如何，A85X會是第一個專為Socket FM2推出的晶片組，這點是肯定的。▲圖為A85X晶片組。支援8組SATA 6Gb/s。▲Socket FM1與Socket FM2外觀相似，但彼此不相容。PCI-E是Peripheral Component Interconnect Express的縮寫，屬於電腦匯流排的標準之一。PCI-E是由PCI基礎架構修改而來，但是兩者之間並不相容。PCI-E已經成為電腦最重要的匯流排，目前最新規格為PCI-E 3.0。要完全發揮PCI-E 3.0的頻寬，需要匯流排、介面卡、處理器三方支援。顯示卡部分，GTX 600系列與HD 7000系列已經更新為PCI-E 3.0，其餘設備則有不少仍是PCI-E 2.0規格。先前在Llano處理器時期提出的「Dual Graphics」技術，白話的說，讓強如入門內顯的繪圖核心，與自家的指定顯示卡聯合運算的技術，在Trinity推出時也有放。只是搭配的顯示卡還是大家熟悉的老面孔。以官方文件中敘述的部分，AMD A10系列對應AMD Radeon HD 6670、6570這兩張顯示卡，而AMD A8系列則僅對應Radeon HD 6570，AMD A6與A4處理器則是對應AMD Radeon HD 6450。但支援歸支援，這些中低階卡已經推出一段時間，市面上除了Radeib HD 6670尚有較多品牌之外，其他的幾乎都已經停產或僅剩下少數品牌。如果對內外雙顯示協同運算很有興趣的玩家，恐怕得多跑二手賣場尋寶。整體來說，Trinity內含4顆Piledriver架構的邏輯核心，時脈在搭配Turbo Core後可達4.2GHz甚至更高；GPU則是修改自Northern Islands核心架構，其Radeon HD 7660D效能堪比一般入門卡；最後是雖然看起來不太起眼，但實際上已經支援到3+1螢幕輸出的Eyefinity技術。其他瑣碎的特色包括將DisplayPort升級到1.2，加大的頻寬對提升解析度時的流暢度影響很大；而除了處理器之外，GPU的部分也納入AMD OverDrive的支援；開始支援AMD所推出的AMD Memory Profile認證，以及據說改進許多相容性問題的Dual Graphics。以實用度的考量，Trinity在規格上的演變仍相當有魅力。繪圖核心更是達僅略遜於Radeon HD 6570的表現，對於大多數的小遊戲、或是部分懷舊的老遊戲，都可以擁有相當的畫質體驗。而對應的平台也加入了過去推出的A75與A55晶片組，除了缺少相容舊產品的設計之外，本身已是出色的產品。▲Trinity 平台架構示意圖。Dual Graphics雖然在這次產品推出時較少著墨，但官方文件中還是聊備一格的提到了。截稿前的觀察，Radeon HD 6570與Radeon HD 6450都屬於較難買到的顯示卡，若想特別針對Dual Graphics這項功能去採購零件，遇到的阻力相對會較大一些。 ▲AMD現役3種CPU針腳規格，若仔細端詳，AM3+腳位的FX-8120缺口相當好認，FM2腳位的A10-5800K與FM1腳位的A8-3850有不少針腳位置衝突，2種規格無法互通。LINE POP 技巧教學：教你如何拿高分、關閉討厭的通知免破解，內建11招讓 Windows 7 效能大提昇壹電視「網樂通」拆解、改裝 BT 抓檔機，硬改電路掛上大容量隨身碟NVIDIA 中階卡 GTX 660 對決 HD 7870，3大廠 GTX 660 拆開比拼9款主流 SSD 評測大閱兵，掌握固態硬碟重要觀念，這樣買就對了Ultrabook 輕薄的秘密：8大元件輕薄法則，拆解看穿設計秘辛（後面還有：CPU - 功耗優異，高時脈換效能）效能數字上可看出，面對預設時脈3.4GHz的Core i3-3240，預設時脈3.8GHz的A10-5800K已經是緊追在後的態勢。務實地來說，A10-5800K現階段美國零售價約131.45美元（約新台幣3,851元），比151.85美元（約新台幣4,448元）的Core i3-3240便宜了13.43%。考慮到平台成本中，AMD主機板普遍比Intel便宜的情況下，A10-5800K看起來還是走便宜大碗的路線。核心效能上，A10-5800K在Fritz Chess Benchmark表現慢了Core i3-3240約8.72%，CINEBENCH R11.5 64位元測試中更是慢了23.94%。但WinRAR的基準測試中單執行緒贏對手約10.46%，多核心僅落後3.61%。但價格上卻緊扣著一定的落差，試圖將劣勢扳回來。這方面看下來依然可以注意到AMD的策略：彌補不了的效能差距用價格去補救，順便附送同價位下沒有的無鎖倍頻功能與效能出色的內顯，而這正是Core i3恰巧缺乏的要素。但光是這樣還是難以對抗，先天的差距很難一時趕上。若對上的是預設時脈3.1GHz的自家兄弟FX-8120呢？時脈上少了20%，但Fritz Chess Benchmark單核心效能表現上卻是A10-5800K快了2.93%，WinRAR單核心測試也快了14.12%，不過CINEBENCH R11.5 64位元多核心測試則是比FX-8120慢上35.29%。另一方面，先前Bulldozer架構的新處理器發表時，各方測試都顯示出新一代FX系列在對上老前輩Phenom II X6系列處理器時，新架構並沒有太多優勢。同樣也把Phenom II X6 1100T的成績拉進來比較。以一款預設時脈3.3GHz的老處理器來說，CINEBENCH R11.5單核心效能還是比時脈較高的A10-5800K快了2.78%，但WinRAR單執行緒慢了11.07%。整體來說Piledriver還是有進步空間，不過現階段拿4個執行緒的APU，去對比擁有多一倍執行緒的FX系列處理器，容易失去焦點，或許要等接下來Vishera推出時才能做更完整的效能驗證。▲A10-5800K的表現還是比A8-3850有16.82%的進步。並且追上了Core i3-3225的表現。▲單核心表現雖然與Core i3有段差距，但A10-5800K贏過自家前輩A8-3850是比較值得肯定的。接著對照前後代APU的效能表現。比起前一代Llano有架構老舊的狀況，Trinity可說是擁有飛越性的成長，時脈也拉高了不少。單核心效率中，A10-5800K的表現幾乎都有超過A8-3850約20%以上，但多核心表現卻呈現持平，Fritz Chess Benchmark中A10-5800K慢了3.58%，CINEBENCH R11.5多核心測試也慢了1.16%，只有WinRAR測試中多執行緒與單執行緒都快了20%以上。主觀地來說，A10-5800K有一種順暢的印象，但運算表現比起來沒有數據明顯，而遊戲明顯比A8-3850順得多。在Geekbench測試當中的表現，A10-5800K在整數運算、記體體與記憶體頻寬效能上，都有4～7%以上領先幅度，在記憶體表現上更是快了14.17%。但浮點運算沒有想像中那麼厲害，反倒輸了3.42%。若套用到時脈設定上，時脈快了23.68%的A10-5800K似乎在運算表現上沒有這麼強勁，反倒有外強中乾的感覺。但不管怎麼樣，A10-5800K在各項測試上還是比較快，但是快的還不夠多。大致上是靠著時脈來區隔出產品效能的產品。而對手產品除了夠快，還有架構先進的優勢，更重要的是功耗比起來還是不同級數。如果要細數二代APU的缺點，同時脈表現仍有明顯差距，而功耗表現更是吃虧在製程落後，否則配合優惠價格，仍能有所做為。▲Fritz Chess的測試中可以發現A10-5800K的單核心效能甚至小贏前輩FX-8120約3.17%。▲Fritz Chess多核心成績來看，A10-5800K小贏Core i3-3240約3.46%。▲CINEBENCH R11.5單核心測試中，A10-5800K一樣是與A8-3850拉開20%以上的差距。測試成績與Phenom II X6 1100T相近。▲CINEBENCH R11.5多核心測試中，A10-5800K與A8-3850K差距反而變小。差距僅1.17%。與Core i3-3240差距僅0.29%。▲整數運算表現中，A10-5800K略好於A8-3850 約7.78%，以5.93%的差距落後Intel Core i3-3240。▲浮點運算表現反而不同，A8-3850在這項測試快了A10-5800K約3.54%。而落後Intel Core i3-3240的幅度拉大到16.18%。記憶體表現應該是Trinity架構下最亮眼的部分，整體測試看起來，A10-5800K都有出色的表現。甚至已經有與AM3+平台相抗衡的實力。算是一大改進之處。但對照Intel方面的成績，會發現Intel還是隱然成為有如高山峻嶺般的存在。筆者認為如果Intel技術放水個3～4年，或許雙方會有五五波或四六波的戰果。但AMD比起以前小有進步，還是值得肯定的地方。筆者認為4,000元價位帶中，A10-5800K的競爭力還是很強，擁有效能升級的四核心，實力堅強的內顯，還有強化後的記憶體表現。▲A10-5800K的CPU-Z、GPU-Z資訊。處理器狀態為工作滿載狀態。時脈會自動加上4.2GHz。筆者認為低價平台就是要省電，如果連省電都不行，使用者觀感會相當不佳。以這點來說，雖然A10-5800K的附加價值GPU表現也不錯，也有不少進步，但省電頂多只能給60分。雖說對手產品的繪圖核心也開始進化，不過滿載耗電仍將近對手一倍實在很不好看。筆者認為這一項目已經慢慢從留級重修的程度來到及格線內，雖然還不夠好但還算有進步。但毫無疑問的，耗電表現只有勉強及格的程度，甚至可以說是最大的缺點。▲wPrime表現上，APU產品的成績都輸給Core i3處理器12%以上。▲記憶體效能基本上很顯然還是Core i3至少比起AMD大軍快了一倍的結果。但值得注意的還是A10-5800K的進步明顯，仍贏了A8-3850約14.17%。▲記憶體頻寬效能測試成績中，A10-5800K的成績幾乎是A8-3850的一倍多。也把FX-8120與Phenom II X6 1100T壓在腳下。▲功耗表現上，時脈較高的A10-5800K在燒機時，耗電反而比A8-3850還要低25瓦，雖然追上Intel Core i3還有段距離，但已經有一定程度的進步。LINE POP 技巧教學：教你如何拿高分、關閉討厭的通知免破解，內建11招讓 Windows 7 效能大提昇壹電視「網樂通」拆解、改裝 BT 抓檔機，硬改電路掛上大容量隨身碟NVIDIA 中階卡 GTX 660 對決 HD 7870，3大廠 GTX 660 拆開比拼9款主流 SSD 評測大閱兵，掌握固態硬碟重要觀念，這樣買就對了Ultrabook 輕薄的秘密：8大元件輕薄法則，拆解看穿設計秘辛（後面還有：GPU - 內顯王寶座，效能堪比獨顯）APU的賣點往往在於強悍的內顯上。不管是省電的Brozos平台，或是先前推出的A系列，都因為繪圖核心而引起人們注意。不說別的，光是AMD將VLIW 4架構放進內顯，就值得讓人想多看兩眼。效能表現上，AMD這次也沒有讓大家失望，內顯的成績依然穩坐第一。各項測試均有明顯贏過前一代Radeon HD 6550D的表現，且另一方面來說，也更進一步的拉近與入門顯卡的差距。就算單靠內顯，就能應付大多數的遊戲，而解析度拉上了1920x1080時，部分測試表現仍有30幀以上，實用性遠比前代產品出色。反觀Intel小有進步的HD Graphics 4000，伴隨第三代Core i處理器推出當時，曾經令人感到值得期待，最起碼新增支援Dirext 11是個亮點。不過現在和第二代APU正式對陣，相形之下失色了不少，因為效能依然落後。特別是對遊戲用途而言，以每秒30幀畫面為低標要求基準，在漸漸成為主流的1920 x 1080解析度下，Intel現階段任何一款內顯，都遠不及第二代APU及格邊緣的表現。現階段Llano處理器與A75平台價格都到了低點，主機板配APU大約4,000元多一些就能帶走。先前推出時單獨APU本身也是這個價位，可以明顯看出AMD極度需要調整產品線，清空舊產品庫存。而A10-5800K預估的零售價格並沒有想像中高，若台灣售價並未與131.45美元（約新台幣3,851元）偏差太多，那麼其他更低階的產品將會賣的非常低廉，持續扮演著「4,000元打包核心零組件」的定位。並成為入門級市場最強悍的競爭者。▲繪圖效能的增長無疑才是Trinity首要賣點，3DMark 11 Entry模式下，Radeon HD 7660D的圖形分數比起Radeon HD 6550D快了約30.76%。▲3DMark 11 Performance模式下，Trinity系列最強內顯的實力依然比起自家弟兄Radeon HD 6550D快了27.10%。▲玩家很多會很堅持插張獨立顯示卡，但Radeon HD 6570的效能快了Radeon HD 7660D約34.39%，張數差距卻是10張出頭，想省點錢的話，內顯還是撐的住場面的。當然解析度還是降一下比較安全。▲AMD內顯至今仍引以為傲的一點，就是一直能跟進支援最新的DirectX版本。想玩個Direct X 10或11的遊戲仍然能跑得出30幀，但也就這樣了。單就以效能的角度來說，價格沒有變貴的情況下，獲取了更好的效能，當然是值得採購的選項。只不過Trinity還是有些讓人在意的小問題。例如那個看起來每次推出新產品就會變更一次的腳座。對於已經採購第一代A系列的玩家，手上的FM1主機板此後再也沒有利用價值，不免有些遺憾。而此後AMD也可能繼續採取每一代APU都跟著變更腳位的策略。對照AM3+腳位依然可以支援到Vishera處理器，顯得AM3+的產品生命意外的長壽，也就讓人期待未來的APU也能固定在某個腳位上。以A10-5800K的效能表現來看，Trinity家族可以視為效能約接近Intel Pentium至Core i3等級的CPU，附帶優勢是部分型號可超倍頻，另外還有效能依然穩座內顯之王。筆者認為相同預算下選擇Trinity可謂一時之選，但也有玩家認為，Intel LGA 1155的產品線更多，同主機板還有機會可以升級到更高等級的CPU，不如多準備點錢來投資Intel平台。正反雙方意見其實都很不錯，每個人的觀點與預算也不相同，可視自己實際使用上的功能來調整。以筆者的個人見解，Trinity最適合的領域應該是多功能平價HTPC。這一代APU產品可以說是真正脫胎換骨後的產品，加上有便宜的主機板方案，對於斤斤計較，比較少玩大作級遊戲的人而言，會是最值得推薦投資的平台。特別是股票族，可針對Eyefinity功能搭配主機板顯示輸出較多埠的方案採購。以現今開賣的第三代Core i3計算，Core i3-3240約4,550元，Core i3-3225則便宜約100元，搭配一般人選擇的H77主機板，成本估計落在7,600元上下。而AMD A8-3850加上A75主機板約5400元。AMD A10-5800K雖然預估會在3,800元左右，但A85X主機板很可能會以高階主機板的姿態問世。筆者推估預先開賣的價格會超過4,000元，用料好的主機板甚至可能會賣到5,000元以上。整體來看很可能成本會超過8,000元。但截稿前主機板廠尚未公布正式售價，筆者也僅能憑經驗預測。實際價格以通路報價為主。▲整體來說，A10-5800K確實是個改進很多的新處理器，不過直接對上新架構下的Core i3依然負多勝少，做為消費者的角度來說，CPU差距明顯對產品本身還是不利得多。▲舊架構的A8-3850先天不良，而A10-5800K至少針對各項缺失進行了改進。但整體而言，高時脈的幫助還是相當重要的部分。▲兩代內顯的對決由二代GPU獲得了全面勝利。整體表現都有水準之上，如果還有什麼遺憾，大概也只有受限於AMD的技術與製程上還有可進步的空間在。▲整體來說，對比獨顯的表現雖然還有些落差，但已經逐步甩開不堪用的印象。但實際應用上畢竟仍與獨顯有一定的差距，對於偏重效能的玩家來說，插張獨顯還是個好選擇。（後面還有：GIGABYTE F2A85X-UP4 主機板完全解讀）▲GIGABYTE F2A85X-UP4主機板▲隨著這次Trinity處理器一併推出的A85X晶片組，規格支援沒有太多驚喜。▲SATA 6Gb/s這次從6組增加到8組，F2A85X-UP4則將其中1組改做eSATA。▲輸出規格一應俱全，且支援Eyefinity，DisplayPort為1.2版。▲雖然擁有3條PCI-E x16，但規格仍為PCI-E 2.0，插上兩張顯卡時會以2組PCI-E x8的對稱頻寬運作。離得最遠的PCI-E x16插槽只有PCI-E x4的頻寬。▲6+2相供電設計、防潮玻璃纖維，整體設計出發點以好超耐用為主。▲一組針角可以提供2組USB 3.0的插座，以晶片組規範來說，至少可使用6組USB 3.0。而F2A85X-UP4另外加裝晶片，擁有8組USB 3.0插座。▲一般來說，只有少數超頻取向的主機板會在主機板上加裝開關與其他Switch，F2A85X-UP4也有個開關，而開關不用時也是電源是否接上的指示燈，對裸機玩家來說很實用。非K也能超頻！選對主機板，鎖頻處理器照樣超上去，實測給你看AMD 二代 APU 處理器 Trinity 上桌，FM2 新主機板採購重點整理AMD、Intel 處理器混戰，Trinity、Piledriver、Ivy Bridge 近期現身看懂 AMD Trinity 新平台：進軍筆電市場，CPU、GPU 一起來加速6款超低價 Mini-ITX 主機板：越小越可愛，3,000元也能買張好主板8款 Z77、H77、B75 主機板採購大集合，鎖定原生 USB 3.0、PCI-E 3.0Intel、AMD 八大晶片組主機板採購指南低價 Mini-ITX 電腦：4款 Intel、AMD 主機板測試、採購建議

AMD Piledriver 打樁機架構解析，二代 APU 挑戰 Core i3 跑實測

GIGABYTE F2A85X-UP4主機板完全解讀

A85X FCH晶片組

SATA儲存介面

主機板背板I/O

擴充卡插槽

處理器電源迴路

前置USB 3.0接頭

電源指示燈暨開關

延伸閱讀：