Hiện tại Intel có 3 cấu trúc cơ bản : Itanium cho máy chủ , Core cho những máy tính thông thường và Atom cho những thiết bị tiết kiệm điện năng . AMD đang chuẩn bị vi cấu trúc Bulldozer cho máy chủ và máy trạm , vi cấu trúc Llano cho máy tính tầm trung và Bobcat cho những hệ thống  tiết kiệm điện năng và nhỏ gọn .

Có hai dòng bộ vi xử lí  với tên mã Ontario và Zacate dựa trên vi cấu trúc Bobcat đầu tiên . Những bộ vi xử lí  trên được dùng để cạnh tranh với Atom . Đặc điểm nổi trội của Ontario và Zacate là khả năng tích hợp cao , bộ vi xử lí  nhanh nhưng vẫn tiết kiệm điện  năng . Nói một cách khác đó là sự trở lại của AMD trong trận chiến Netbook , Nettop và tablet PC .

Trong bài này chúng ta đề cập tới Brazos , theo AMD dùng cho nền tảng  Nettop thông thường . Cũng như những giải pháp tương tự của Intel , AMD và những đối tác sản xuất Motherboard đưa ra những sản phẩm mini-ITX cho Nettop : Motherboard mini-ITX với bộ vi xử lí  tích hợp trên đó kèm theo những cổng I/O để không  cần phải cắm Card rời . Như Atom , bộ vi xử lí  Zacate có lõi đồ họa  tích hợp điều đó cho phép AMD Brazos là một nền tảng  tính toán All-in-One đầy đủ .

Lõi đồ họa có hiệu suất làm việc cao là điểm mạnh trong giải pháp của AMD . Những Motherboard mini-ITX dùng Chip Zacate mạnh hơn nhiều so với nền tảng tương đương của Intel vì nền tảng  của Intel nhiều khi không chạy được video HD . Nhưng điều đó chưa thể nói lên điều gì khi mà những Nettop dựa trên Intel Atom lại trang bị thêm đồ họa  ION của NVIDIA . Chúng ta sẽ xem xét nó về sau .

Vi cấu trúc Bobcat

Những bộ vi xử lí  tiết kiệm điện  của AMD có tên mã Ontario và Zacate dựa trên lõi mới với vi cấu trúc Bobcat . Mục tiêu chính của AMD là phát triển Chip mà tiêu thụ điện  năng thấp nhất có thể . Những bộ vi xử lí  dựa trên Bobcat chỉ được phép tiêu thụ điện  năng từ 1-10W .

Không nghi ngờ gì khi mà Bobcat ít nhiều có những đặc điểm chung như vi cấu trúc Stars nổi tiếng trước kia . Tương tự như những kỹ sư của Intel , AMD đã loại bỏ nhiều đặc tính và loại bỏ những bộ phận không cần thiết để giảm mức độ tiêu thụ điện năng . Kết quả nhìn nó như là bộ vi xử lí  AMD K6 trước kia chứ không phải là Phenom mới .

Tuy nhiên Bobcat vẫn duy trì những tính năng quan trọng của vi cấu trúc CPU mới và nó hỗ trợ thực thi OOO ( Out-of-Order ) . Đây chính là sự khác biệt chính của lõi Bobcat và Intel Atom . Intel Atom không hỗ trợ thực hiện lệnh OOO để mục đích tiết kiệm điện nhưng có thể bù lại hỗ trợ Hyper-Threading , theo từng model , để 1 lõi x86 có thể xử lí 2 luồng lệnh cùng một lúc .

AMD không  có cái gì tương tự như Hyper-Threading, do đó bộ vi xử lí  mới có Scheduler cũ có nhiệm vụ sắp xếp lại những lệnh sắp tới . Tuy nhiên Scheduler của Bobcat dùng PRF (physical register file ) không phải RRF (retirement register file ) trung tâm .

PRF có chứa những liên kết tới những nội dung thanh ghi và không cần thiết phải truyền dữ liệu bên trong bộ vi xử lí  khi nó thay đổi thứ tự lệnh . Intel cũng đã dùng giải pháp tương tự như vậy trong Sandy Bridge . PRF giảm số lượng truyền dữ liệu bên trong bộ vi xử lí  và tiết kiệm điện  năng nhưng điều đó lại làm tăng số tầng thực thi công việc của Pipeline . Pipeline của Bobcat là 15 tầng .

Tất nhiên bộ vi xử lí  mới của AMD vẫn có Bộ phận dự đoán rẽ nhánh BPU ( Branch Prediction Unit ) và hoạt động của nó hiệu quả cao nhất sẽ cho phép tiết kiệm điện năng . AMD đã cố gắng cải tiến BPU do đó vi cấu trúc Bobcat có thể dự đoán tới hai nhánh thực thi lệnh mỗi chu kì đồng hồ và xử lí nhánh gián tiếp .

Vi cấu trúc Bobcat có thể thực hiện hai lệnh x86 , mỗi lệnh 64-bit , cùng một lúc . Tất nhiên thực tế bộ vi xử lí  làm việc bằng những vi lệnh nội bộ riêng của mình , nhưng theo khảo sát cho thấy 89% lệnh x86 được giải mã trong bộ Decoder của Bobcat chỉ bằng một vi lệnh  . Khoảng 10% lệnh x86 được giải mã thành 2 vi lệnh và 1% lệnh x86 được giải mã thành nhiều vi lệnh hơn . Tuy nhiên Bobcat lại xử lí hai lệnh x86 trong mỗi chu kì đồng hồ trong hầu hết thời gian . Theo AMD xét trên phương diện lí thuyết nếu cùng tốc độ xung nhịp Bobcat chỉ nhanh bằng 2/3 so với Stars ( K10 ) .

Để tối ưu hóa việc thực thi hai lệnh trong mỗi chu kì đồng hồ , Bobcat có hai bộ xử lí phép tính nguyên ALU , 02 cổng dữ liệu và hai bộ xử lí phép tính số thực 64-bit FPU cũng để thực thi phép nhân số nguyên . Những bộ vi xử lí  dựa trên Bobcat hỗ trợ mở rộng lệnh SIMD tới SSE3 và SSE4A nhưng không hỗ trợ AMD 3DNow . Những tập lệnh mới như AESNI và AVX không hỗ trợ trong Bobcat .

Hệ thống  bộ nhớ Cache của Bobcat gồm 64KB Cache L1 , một nửa cho dữ liệu và một nữa cho lệnh , và 512KB Cache L2 có tốc độ bằng một nửa phần còn lại của bộ vi xử lí  . Mỗi lõi CPU có Cache L1 và L2 riêng biệt . Bobcat nhiều lõi không  có bộ nhớ Cache dùng chung .

Tất nhiên Bobcat được thiết kế để tiết kiệm điện  năng vì thế mà có chuyển được sang trạng thái tiết kiệm điện  C6 và tắt toàn bộ Cache L2 không sử dụng .

Nền tảng  Brazos

Nền tảng  Brazos bao gồm bộ vi xử lí  theo cấu trúc Bobcat với lõi đồ họa  tích hợp và Motherboard tích hợp đầy đủ với Chipset tương ứng .

Hiện tại AMD đưa ra hai kiểu bộ vi xử lí  cho nền tảng  Brazos với tên mã Ontario và Zacate . Ontario có TDP 9W được dùng cho thị trường Netbook và Zacate có TDP 18W dùng cho Nettop và hệ thống  để bàn giá rẻ cũng như là cho máy xách tay giá rẻ .

Hai kiểu bộ vi xử lí  có 2-lõi Bobcat và lõi đồ họa  DirectX 11 thuộc lớp Radeon HD 6000 . Đồ họa tiên tiến là một thế mạnh của những bộ vi xử lí  Brazos so với Intel Atom . Ontario và Zacate cũng có mạch điều khiển PCIe  2.0 x4 , có tích hợp mạch điều khiển bộ nhớ và hỗ trợ cấu hình 1-kênh DDR3-1067 . Tất cả những bộ phận bên trong của Ontario và Zacate đều được TSMC sản xuất bằng công nghệ 40nm .

Những lõi Bobcat được rút gọn và Ontario và Zacate được thiết kế để tiết kiệm điện  năng và có chi phí sản xuất thấp , chúng có khuôn bán dẫn nhỏ với kích thước 75 mm²  , nhỏ hơn kích thước của Atom lõi Pineview .

Mặc dù có kích thước nhỏ nhưng Ontario và Zacate tích hợp lõi đồ họa  Cedar đầy đủ với 80 SP chia làm hai khối SIMD , mỗi khối có 40 SP , lõi đồ họa  có 08 Bộ phận đầu ra tái tạo . Nó có Bộ phận UVD (Unified Video Decoder ) thế hệ thứ ba để tăng tốc độ bằng phần cứng khi xem nội dung video định  dạng MPEG-2 , VC-1 và H.264 . Như vậy có thể nói Ontario và Zacate là sự kết hợp với lõi đồ họa  Radeon HD 5450 .

Đó chính là nguyên nhân AMD không  gọi là CPU nữa mà họ thay thế bằng APU (accelerated processing units ) . APU gắn liền với sự tương thích OpenCL và DirectCompute kèm theo khả năng tăng tốc giải mã video HD bằng phần cứng dựa trên UVD 3 . Điều đó cho phép lõi đồ họa không cần sử dụng lõi x86 trong một số ứng dụng nào đó để tăng hiệu suất làm việc .

Dưới đây là bảng danh sách của 4 model Ontario và Zacate

Lõi x86 Bobcat trong Ontario và Zacate có thể cạnh tranh được với lõi x86 trong Atom . Lõi Cedar với 80SP có thể coi là một trong những giải pháp tích đồ họa  hiệu suất cao nhất hiện nay , khi đi kèm với những lõi x86 tốc độ thấp sẽ phần nào làm hạn chế trong những ứng dụng 3D truyền thống như Game . Lợi ích của lõi đồ họa  hiệu suất cao sẽ được tận dụng khi tính toán khi mà các ứng dụng mới dựa theo tính toán này được trở nên thông dụng .

Tất nhiên điều đó chỉ có thể đạt được khi thúc đẩy khái niệm GPGPU , dùng các ứng dụng tính toán thông thường dựa trên GPU . Hiện tại mới chỉ có một số ứng dụng được thiết kế để tận dụng sức mạnh của APU như Internet Explorer 9 , PowerPoint 2010 …

Bên cạnh APU , nền tảng  Brazos bao gồm những Chip kết hợp hỗ trợ những giao diện thiết bị ngoại vi . Chip này có tên gọi Hudson FCH ( Fusion Controller Hub ) và hỗ trợ 06 cổng SATA 6.0Gbps ( không  hỗ trợ RAID ) , 14 cổng USB 2.0 , 04 lane PCIe 2.0 , âm thanh HD Audio .

Hudson được sản xuất bằng công nghệ 65nm với TDP 4.7W , có nghĩa là công suất cao nhất của tất cả nền tảng  Brazos cho Netbook và Nettop là 23W , thấp hơn 30% so với ION 2 . Điều đó có thể khiến cho chúng ta liên tưởng tới Brazos như là ION thế hệ mới với những khả năng Multimedia mạnh mẽ nhưng lại tiết kiệm điện  năng .

Motherboard

AMD cũng đưa ra sản phẩm mẫu Motherboard mini-ITX thông thường để dùng cho nền tảng  Brazos và những đối tác của họ như MSI đã chào bán sản phẩm thương mại E350IS-E45 (MS-7698).

 Phía sau có 06 cổng USB 2.0 , 02 cổng USB 3.0 , cổng PS2 , cổng Gigabit Ethernet , 06 đầu nối âm thanh Analog , đầu ra đồng trục và quang SPDIF , đầu ra video có VGA và HDMI .