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AMD Accelerated Processing Unit ( APU )（旧称Fusion ）は、 Advanced Micro Devices (AMD)の64ビットマイクロプロセッサシリーズで、汎用AMD64中央処理装置（CPU）と3D統合グラフィックス処理装置（IGPU）を1つのダイに統合したものです。
AMDは2011年1月に第1世代APUである高性能向けLlanoと低消費電力デバイス向けBrazosを発表し、6月14日に最初のユニットを発売した。 [ 1 ] [ 2 ]第2世代の高性能向けTrinityと低消費電力デバイス向けBrazos-2は2012年6月に発表された。第3世代の高性能デバイス向けKaveriは2014年1月に発売され、低消費電力デバイス向けKabiniとTemashは2013年夏に発表された。Zenマイクロアーキテクチャの発売以来、 RyzenおよびAthlon APUは、1年前のBristol Ridgeに続き、DDR4プラットフォームのRaven Ridgeとして世界市場にリリースされている。
AMDは、ソニーのPlayStation 4とマイクロソフトのXbox Oneという第8世代ビデオゲーム機の発売を皮切りに、コンソール向けにセミカスタムAPUも供給してきた。
AMD Fusionプロジェクトは、CPUとGPUを1つのダイに統合したシステムオンチップの開発を目的として2006年に開始されました。この取り組みは、2006年にAMDがグラフィックスチップセットメーカーのATIを買収したことで前進しました[ 3 ]。このプロジェクトでは、リリースに値するとみなされる製品を作成するために、Fusionコンセプトの内部反復が3回必要だったと伝えられています[ 3 ] 。プロジェクトの遅延の一因としては、45nmプロセスで同じダイにCPUとGPUを統合する技術的な困難さや、プロジェクト内でのCPUとGPUの役割についての意見の相違などが挙げられます[ 4 ] 。
初代デスクトップおよびノートPC用APUであるLlanoは、2011年1月4日にラスベガスで開催された2011年コンシューマー・エレクトロニクス・ショーで発表され、その後まもなく発売された。 [ 5 ] [ 6 ]これは、FM1ソケット上の同一ダイ上にK10 CPUコアとRadeon HD 6000シリーズGPUを搭載していた。低消費電力デバイス向けのAPUは、 BobcatマイクロアーキテクチャとRadeon HD 6000シリーズGPUを同一ダイ上に搭載したBrazosプラットフォームとして発表された。 [ 7 ]
2012年1月のカンファレンスで、コーポレートフェローのフィル・ロジャースは、AMDがFusionプラットフォームをHeterogeneous System Architecture（HSA）に改名すると発表し、「この進化するアーキテクチャとプラットフォームの名前が、この非常に重要な技術とプログラミング開発の分野で先導している技術コミュニティ全体を代表するものであるのは当然のことだ」と述べた。[ 8 ]しかし、後に、AMDはスイスの企業Arcticから、電源製品ラインに「Fusion」という名前を使用していたとして商標権侵害訴訟を起こされていたことが明らかになった。[ 9 ]
2 代目のデスクトップおよびノート PC 用 APU であるTrinity は、AMD の 2010 年 Financial Analyst Day [ 10 ] [ 11 ]で発表され、2012 年 10 月にリリースされました[ 12 ]。FM2ソケットにPiledriver CPU コアとRadeon HD 7000 シリーズGPU コアを搭載していました[ 13 ] 。AMDは、Piledriver マイクロアーキテクチャに基づく新しい APU を、ノート PC/モバイル向けに 2013 年 3 月 12 日に、デスクトップ向けにRichlandというコードネームでリリースしました[ 14 ]。低消費電力デバイス向けの 2 代目の APU であるBrazos 2.0は、まったく同じ APU チップを使用しましたが、クロック速度を上げてGPU を Radeon HD 7000 シリーズとして再ブランド化し、新しい I/O コントローラ チップを使用しました。
セミカスタムチップは、Microsoft Xbox OneとSony PlayStation 4のビデオゲームコンソールに導入され、[ 15 ] [ 16 ]その後、Microsoft Xbox Series X | SとSony PlayStation 5コンソールにも導入されました。
この技術の第3世代は、CPUとGPUの統合が強化された形で2014年1月14日にリリースされました。デスクトップおよびノートPC版はSteamrollerアーキテクチャをベースとしたKaveriというコードネームで、低消費電力版はJaguarアーキテクチャをベースとしたKabiniとTemashというコードネームで呼ばれています。[ 17 ]
Zenベースのプロセッサの登場以来、AMDはAPUの名称をRyzen with Radeon GraphicsとAthlon with Radeon Graphicsに変更し、デスクトップ版にはモデル番号にGサフィックス（例：Ryzen 5 3400 G、Athlon 3000 G ）を付けて、通常のプロセッサや基本的なグラフィックス搭載モデルと区別するとともに、以前のBulldozer時代のAシリーズAPUとも区別しました。モバイル版は、サフィックスに関わらず常にRadeon Graphicsを搭載していました。
AMDはヘテロジニアス・システム・アーキテクチャ（HSA）財団の創設メンバーであり、他のメンバーと協力してHSAの開発に積極的に取り組んでいます。AMDのAPUブランド製品には、以下のハードウェアおよびソフトウェアの実装が利用可能です。
以下の表は、APUを含むAMDの3Dグラフィックス搭載プロセッサの機能を示しています（参照：3Dグラフィックス搭載AMDプロセッサ一覧）。
AMD APUは、CPUモジュール、キャッシュ、ディスクリートクラスのグラフィックスプロセッサをすべて同じダイ上に搭載し、同じバスを使用しています。このアーキテクチャにより、OpenCLなどのグラフィックスアクセラレータを統合グラフィックスプロセッサとともに使用できます。[ 34 ]目標は「完全に統合された」APUを作成することであり、AMDによると、最終的にはワークロードの要件に応じてCPUとGPUの両方の作業を自動的に処理できる「ヘテロジニアスコア」を搭載する予定です。[ 35 ]
2011 年 6 月にリリースされた第 1 世代の APU は、デスクトップとノート PC の両方で使用されました。K10 アーキテクチャに基づいており、32 nm プロセスで製造され、熱設計電力(TDP) が 65 ～ 100 W の 2 ～ 4 つの CPU コアと、 DirectX 11、OpenGL 4.2、OpenCL 1.2をサポートする Radeon HD 6000 シリーズに基づく統合グラフィックスを搭載していました。同価格帯のIntel Core i3-2105とのパフォーマンス比較では、Llano APU は CPU パフォーマンスが劣っていると批判され[ 38 ]、GPU パフォーマンスが優れていると評価されました[ 39 ] [ 40 ] 。AMD は、1 世代でSocket FM1 を放棄したことで後に批判されました[ 41 ] 。
AMD Brazosプラットフォームは、サブノートブック、ネットブック、低消費電力の小型フォームファクタ市場をターゲットとして、2011年1月4日に発表されました。[ 5 ]このプラットフォームは、ネットブックや低消費電力デバイス向けの9ワットのAMD CシリーズAPU（コードネーム：Ontario）と、メインストリームおよびバリューノートブック、オールインワン、小型フォームファクタデスクトップ向けの18ワットのAMD EシリーズAPU（コードネーム：Zacate）を特徴としています。どちらのAPUも、1つまたは2つのBobcat x86コアと、 1080pを含むHDビデオ用のUVD3ビデオアクセラレーションを含む、 DirectX11、DirectCompute、OpenCLを完全にサポートするRadeon EvergreenシリーズGPUを搭載しています。[ 5 ]
AMDは2011年6月5日、タブレット市場向けに設計された5.9ワットのAMD ZシリーズAPU（コードネーム：Desna）を発表し、Brazosプラットフォームを拡張した。[ 42 ] Desna APUは9ワットのOntario APUをベースにしている。CPU、GPU、ノースブリッジの電圧を下げ、CPUとGPUのアイドルクロックを下げ、ハードウェア熱制御モードを導入することで、エネルギーの節約を実現した。[ 42 ]双方向ターボコアモードも導入された。
AMDは2012年10月9日にBrazos-Tプラットフォームを発表しました。これは、タブレットコンピュータ市場向けに設計された4.5ワットのAMD ZシリーズAPU（コードネームHondo ）とA55T Fusion Controller Hub（FCH）で構成されています。 [ 43 ] [ 44 ] Hondo APUはDesna APUの再設計です。AMDはタブレットコンピュータ向けにAPUとFCHを最適化することでエネルギー消費を削減しました。[ 45 ] [ 46 ]
KrishnaおよびWichita APUを含むDeccanプラットフォームは2011年にキャンセルされました。AMDは当初、2012年後半にそれらをリリースする予定でした。[ 47 ]
2012年10月にリリースされた第2世代プラットフォームの最初のバージョンは、デスクトップとノートPCの両方でCPUとGPUのパフォーマンスを向上させました。このプラットフォームは、32nm プロセスで製造された2～4個のPiledriver CPUコアを搭載し、TDPは65W ～100W 、GPUはDirectX 11、OpenGL 4.2、OpenCL 1.2をサポートするRadeon HD7000シリーズをベースとしています。Trinity APUは、Llano APUと比較してCPUパフォーマンスが向上したことで高く評価されました。[ 50 ]
この世代の第2世代モデルのリリース日は、モバイル向けが2013年3月12日、デスクトップ向けが2013年6月5日でした。
2013 年 1 月に、Jaguar ベースの Kabini および Temash APU が Bobcat ベースの Ontario、Zacate、および Hondo APU の後継として発表されました。[ 54 ] [ 55 ] [ 56 ] Kabini APU は、低消費電力、サブノートブック、ネットブック、超薄型、小型フォームファクタ市場を対象としており、Temash APU は、タブレット、超低消費電力、小型フォームファクタ市場を対象としています。[ 56 ] Kabini および Temash APU の 2 ～ 4 つの Jaguar コアは、新しい x86 命令のサポート、より高いIPCカウント、CC6 電力状態モード、クロック ゲーティングなど、電力要件とパフォーマンスに関して多数のアーキテクチャの改善が施されています。[ 57 ] [ 58 ] [ 59 ] Kabini および Temash は、AMD 初の、そして史上初のクアッドコア x86 ベースのSoCです。[ 60 ] Kabini と Temash 用の統合型Fusion Controller Hubs (FCH) は、それぞれ「Yangtze」と「Salton」というコードネームが付けられています。[ 61 ] Yangtze FCH は、2 つの USB 3.0 ポート、2 つの SATA 6 Gbit/s ポート、およびSD カードサポート用のxHCI 1.0 と SD/SDIO 3.0 プロトコルをサポートしています。 [ 61 ] 両方のチップは、DirectX 11.1 準拠のGCNベースのグラフィックスと多数の HSA の改善を備えています。[ 54 ] [ 55 ] これらは、台湾積体電路製造(TSMC)によって28 nm プロセスで FT3ボール グリッド アレイパッケージで製造され、2013 年 5 月 23 日にリリースされました。[ 57 ] [ 62 ] [ 63 ]
PlayStation 4とXbox Oneはどちらも、Jaguarをベースとした8コアのセミカスタムAPUを搭載していることが明らかになった。
Kaveriというコードネームのプラットフォームの第3世代は、2014年1月14日に一部がリリースされました。[ 66 ] Kaveriには、最大4つのSteamroller CPUコア（クロック周波数3.9GHz 、 ターボモード4.1GHz ）、最大512コアのGraphics Core Next GPU、モジュールあたり1つではなく2つのデコードユニット（これにより、各コアは1サイクルあたり2つではなく4つの命令をデコードできます）、AMD TrueAudio、[ 67 ] Mantle API、[ 68 ]オンチップARM Cortex-A5 MPCore、[ 69 ]が搭載されており、新しいソケットFM2+でリリースされます。[ 70 ] AnandtechのIan CutressとRahul Gargは、KaveriはAMDによるATI買収の統合システムオンチップの実現であると主張しました。 45 W A8-7600 Kaveri APU の性能は 100 W Richland の性能と似ていることが判明し 、AMD はオンダイグラフィックス性能をワットあたり大幅に向上させたという主張につながりました。[ 64 ]しかし、CPU 性能は同様の仕様の Intel プロセッサに劣っていることが判明し、この遅れは Bulldozer ファミリー APU では解消されない可能性が高いです。[ 64 ] A8-7600 コンポーネントは、Steamroller アーキテクチャのコンポーネントがより高いクロック速度でうまくスケーリングしないという理由で、第 1 四半期の発売から第 1 半期の発売に延期されました。[ 71 ]
AMDは、2014年5月26日にAMDのウェブサイトで誤って発表された直後の2014年6月4日にComputex 2014でモバイル市場向けKaveri APUのリリースを発表しました。 [ 65 ] [ 72 ]この発表には、標準電圧、低電圧、超低電圧の市場セグメントを対象としたコンポーネントが含まれていました。AnandTechは、KaveriプロトタイプノートPCの早期アクセス性能テストで、35Wの FX-7600Pが、CPUに焦点を当てた合成ベンチマークでは同価格帯の17W Intel i7-4500Uと競合し 、GPUに焦点を当てたベンチマークでは、以前の統合GPUシステムよりも大幅に優れていることを発見しました。[ 73 ] Tom's Hardware は Kaveri FX-7600P と 35 W Intel i7-4702MQのパフォーマンスを比較し、合成 CPU 重視のベンチマークでは i7-4702MQ が FX-7600P より大幅に優れている一方、チームがテストできた 4 つのゲームではFX-7600P が i7-4702MQ のIntel HD 4600 iGPU より大幅に優れていることを報告した。 [ 65 ]
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