AMD Jaguar

Jaguar

產品化	2013年至今
生產商	超微半導體（AMD）
指令集架構	AMD64
製作工藝/製程	16,28納米
一級快取	每個核心64 KB
二級快取	1 MB 至 2 MB（共享）
CPU插座	Socket AM1 Socket FT3 (BGA-769)
核心代號	Kabini Temash
上代產品	AMD Bobcat
繼任產品	AMD Puma

AMD Jaguar（中文：美洲豹）是超微半導體（AMD）設計的低功耗系統晶片微架構，具有兩路超純量結構，並且支持亂序執行。Jaguar微架構是AMD公司的半定製商業芯片單元的組成部分，並分為四個產品家族系列：『Kabini』用於筆電平台和迷你PC平台、『Temash』主攻平板電腦平台、『Kyoto』針對微型伺服器平台、『G系列』（G-Series）則為嵌入式應用領域提供解決方案。PlayStation 4和Xbox One都使用了基於該微架構的處理器核心。

設計

該處理器微架構主要有以下特點：

• 快取方面，該架構的每一個處理核心擁有32 KiB指令緩存以及32 KiB一級數據緩存。一級數據緩存還具有奇偶校驗功能，二級快取則使用錯誤校正碼除錯。每四個處理器核心共享一個1 MiB或2 MiB的二級高速緩存。二級緩存為16路組相連形式。與AMD Bobcat微架構相比，指令預取增大了，載入/存儲單元的頻寬也加倍。
• 記憶體控制器被內置在處理器核心之中，消費級處理器支持單通道2個DDR3L DIMM內存，最高頻率達到1600 MHz；伺服器版本在消費級的基礎上還支援ECC校驗。
• 每個處理器核心支持亂序執行和推測執行，核心內建硬體除法器。指令允許2路整數運算的執行、2路128位寬的浮點和打包形式整數運算的執行。另外Jaguar微架構的設計儘管是基於Bulldozer微架構的改進版精簡而來，但卻不是Bulldozer微架構上叢集多執行緒（CMT）的省電版，是傳統的多核心處理器（CMP）的形式，也意味著Jaguar微架構的處理器上各個CPU核心是獨立的，它們的運算資源除了L2快取共用以外是不共用的。此外，每個CPU核心僅佔3.1平方毫米的晶粒面積。
• 內建GPU，帶有Video Codec Engine以便進行視訊硬體解碼。
• 作為SOC芯片，該微結構還包含了具有南橋功能的FCH（Fusion控制器中心）。
• 支援C6和CC6低功耗電源狀態，並能夠快速切換。

指令集支援

2013年AMD發布基於該微架構的低功耗芯片系列中，Tamesh為雙CPU核心結構，而Kabini同時提供雙CPU核心和四CPU核心結構。處理器均配備亂序執行和推測執行的功能，簡單來說，這意味着程序後面的指令可以在沒有依賴前面指令的情況下被提前執行。這需要額外的硬件結構來進行指令間依賴性的判定，因此結構更加複雜。預測執行則可以通過最近執行的指令來預測即將執行的指令分支。該架構中另一個與之前系列不同的是它直接內置了硬件除法器。電源管理單元能關閉不需要的核心以及對應的二級數據緩存沒有被使用的部分以降低功耗。根據測試，基於該架構的處理器平均的每周期指令條數得到了15%的提升。

儘管基於Bulldozer微架構精簡，但Jaguar微架構的譯碼過程與AMD K8區別不大。和Bulldozer微架構及其改進版一樣，支持MMX、SSE、SSE2、SSE3、SSE4a、SSE4.1、SSE4.2、AVX、AES、BMI（位元操作指令集）、CVT16/F16C等指令集，並支持AMD的虛擬化技術。作為一個64位支持亂序執行的微架構，它能同時對2條指令進行譯碼、發射，最多在每個周期分發6個操作。

工藝

該微架構是AMD旗下第一款基於28納米工藝的處理器，整個芯片面積大約為3.1平方毫米。該微架構的不同版本對應了平板電腦、微型服務器、筆記本和小型台式機等不同類型的應用。相比被稱為「山貓」的前作，這款微架構在指令集和電路實現方面改變不大，然而半導體製程從前作的40納米縮小到了28納米，工藝方面帶來的性能改善更為顯著。

商業上的成功

基於Jaguar微架構的處理器成功地打入了遊戲機市場，讓索尼電腦娛樂、微軟等遊戲機廠商選擇其處理器方案，在財務上來說是一個巨大的成功。一方面這補償了英特爾參與和AMD在低價市場的競爭，另一方面則加強了該公司提供完整SOC解決方案的能力。在傳統計算機處理器市場不斷萎靡的時代，AMD試圖以這樣的芯片在遊戲機市場扭轉利潤整體下降的頹勢。