AMD Trinity 內顯不死徹底解析：北島架構、南島影像引擎，加上 Piledriver 的 A10 處理器

自從2006年  收購  之後， 異構核心的概念不絕於耳，AMD 和  雙方也都推出融合處理器與顯示核心的產品，不過這類內建顯示核心的處理器一直都有個很現實的問題，就是無法提供足夠的效能來取代獨立顯示卡，即使在玩遊戲的時候就算把畫面特效調低，也不見得能夠流暢地執行。就讓我們來看看，第二代APU的架構與效能，是否能夠滿足大家對內建顯示的期望。

三位一體處理器

第二代的代號為，這個字原為基督教神學術語「三位一體」，三位一體論主張聖父、聖子、聖靈為同一本體，三者皆為神的樣貌，但是聖父、聖子、聖靈並不等同於彼此。

AMD則是借用這個典故，將打樁機（Piledriver）架構的處理器，北方群島（Northern Islands）VLIW 4架構的顯示核心，以及南方群島（Southern Islands）架構的影像引擎與Eyefinity模組，三者合併，成為APU的特色，但是卻又是不同的技術，總之就是讓能夠一次滿足消費者3個願望的混合處理器。

下一台工程車是打樁機

Trinity的處理器部分採用打樁機架構，除了與先前的推土機（Bulldozer）架構都是以工程車輛命名外，彼此的架構也頗為類似，兩者都是在1個雙核心模組內，塞入2個整數運算單元以及2組L1快取記憶體，整個雙核心模組，卻分享共同的預取器、解碼器、浮點運算單元，以及L2快取記憶體。然而Trinity與推土機架構的FX系列處理器最大的不同，在於缺乏L3快取記憶體。

（點圖可看大圖）

為了增進處理器效能，Trinity改善了分支預測的架構，以2階預測方式增進整體分支預測的效能。它會將過去預測的記錄及分支模式存在暫存器中，並藉此提高分支預測的「學習」速度，除此之外，擴大的指令窗口也有助於處理更龐大的指令群組，其指令解瑪器寬度為4-wide，在單核心及雙核心模式（使用單一雙核心模組）下可以同時處理最多4條指令，在4核心模式（使用2個雙核心模組）下則可同時處理最多8條指令。在快取方面，為了要降低存取時的延遲，L1快取記憶體的轉譯後備緩衝區（Translation Lookaside Buffer，TLB）的通道增加至64個，為前代產品的2倍，同時也為L2快取記憶體增加硬體預讀器。

製程不變時脈飆升

不同於Intel在過渡時，將製程從32nm進化為22nm，Trinity與上代APU Llano的製程相同，皆為32nm，不過電晶體總數從11.78億成長為13.03億，因此核心面積（die size）尺寸從228 m㎡長大為246 m㎡，成長幅度約為7.89%。

至於另一個增進效能的老哏，你我都想得到，那就是加快處理器運作的時脈。A10-4655M的時脈高達3.2GHz，與上代TDP相同的A8-3500M相比，其Turbo Core時脈僅有2.5 GHz，前後代產品時脈的成長達28%，其幅度之大不容小覷。

CPU、GPU都會自動超頻

上一代APU會在處理器尚未到達TDP極限時，依負載動態調整時脈，以達到省電與效能並進的目的，然而顯示核心則不具此功能。AMD在Trinity導入第3代Turbo Core 3.0，它除了具有處理器自動超頻功能外，在整體TDP還有餘裕的情況下，也能依負載調整顯示核心的時脈。

Turbo Core 3.0的超頻功能是雙向的，它並不是單純線性式地同時提高雙方的運作時脈，而是協調處理器與顯示核心，彼此分享可用的資源（電力以及TDP）。在只有運算或顯示之一的效能需求較高時，Turbo Core 3.0可以只提高單一部分的時脈，讓時脈有機會達到最高值，當運算與顯示的需求同時存在時，Turbo Core 3.0就會同時提高兩者的時脈，但時脈可能會因TDP達到上限而略低於最高值。

整合式北橋為GPU鋪路

Trinity為首次導入了整合式北橋（Unified Northbridge，UNB）的APU，UNB掌管了許記憶體控制，以及聯絡外部裝置等重要功能，並以介面取代Hyper Transport匯流排，成為處理器對外部裝置聯絡的唯一媒介。

▲Trinity的功能區塊示意圖。、PCI-E x16以及影像輸出等控制器都內建於處理器中，其餘速度較慢的裝置功能則是放在外部晶片組。

▲Trinity的die shot。左側處理器部分包括2個雙核心模組，右側是佔用將近一半面積的顯示核心，上下則是記憶體、PCI-E、影像等各種連外通道。

為了要滿足顯示核心與處理器、記憶體溝通的需求，UNB中設有2條特殊的通道。顯示核心可以透過Fusion Control Link與處理器溝通，並存取處理器中的快取記憶體，其頻寬為單向128 bit。另一條通道是Readon Memory Bus，它為顯示核心提供單向256 bit頻寬與記憶體通道控制器連絡，若系統記憶體運作於雙通道模式的話，顯示核心總共可以獲得單向512 bit（雙向總計1024 bit）的資料傳輸頻寬。

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