AMD PowerTune

AMD PowerTune é uma série de tecnologias de dimensionamento dinâmico de frequência incorporadas em algumas GPUs e APUs AMD que permitem que a velocidade do clock do processador seja alterada dinamicamente (para diferentes estados P) pelo software. Isso permite que o processador atenda às necessidades instantâneas de desempenho da operação que está sendo executada, minimizando o consumo de energia, a geração de calor e evitando ruídos. O AMD PowerTune visa solucionar restrições de desempenho e potência de projeto térmico.^[1]

AMD PowerTune
AMD PowerTune
Empresa de design
Advanced Micro Devices
Introduzido
Dezembro de 2011
Tipo
Escala de frequência dinâmica

Além do consumo reduzido de energia, o AMD PowerTune ajuda a diminuir os níveis de ruído criados pelo resfriamento em computadores de mesa e aumenta a vida útil da bateria em dispositivos móveis. AMD PowerTune é o sucessor do AMD PowerPlay.^[2]

O suporte para "PowerPlay" foi adicionado ao driver do kernel Linux "amdgpu" em 11 de novembro de 2015.^[3]

Como mostra uma palestra do CCC em 2014, o firmware SMU x86-64 da AMD é executado em alguns LatticeMico32 e o PowerTune foi modelado usando Matlab.^[4] Isso é semelhante ao PDAEMON da Nvidia, o RTOS responsável pela energia de suas GPUs.^[5]

Visão geral

Arquitetura da versão PowerTune, que foi introduzida com chips GCN1.1, como o Bonaire

O AMD PowerTune foi introduzido no TeraScale 3 (VLIW4) com Radeon HD 6900 em 15 de dezembro de 2010 e está disponível em diferentes estágios de desenvolvimento em produtos das marcas Radeon e AMD FirePro desde então.

Ao longo dos anos, análises que documentam o desenvolvimento do AMD PowerTune foram publicadas pela AnandTech.^[6][7][8][9]

Uma tecnologia adicional chamada AMD ZeroCore Power está disponível desde a série Radeon HD 7000, implementando a microarquitetura Graphics Core Next.

A inutilidade de uma frequência de relógio fixa foi credenciada em janeiro de 2014 pela SemiAccurate.^[10]

Suporte ao sistema operacional

O suporte ao PowerTune está contido no driver de dispositivo do kernel Linux amdgpu.

O AMD Catalyst está disponível para Microsoft Windows e Linux e oferece suporte ao AMD PowerTune.

O driver de dispositivo gráfico "Radeon", gratuito e de código aberto, tem algum suporte para AMD PowerTune, veja "Enduro".^[11]

Visão geral dos recursos para APUs AMD

A tabela a seguir mostra recursos das APUs da AMD

Esta caixa:

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Plataforma			Alta, padrão e baixa potência												Baixa e ultra baixa potência
Nome de código	Servidor	Basic						Toronto
		Micro														Kyoto
	Desktop	Performance										Renoir	Cezanne
		Mainstream	Llano	Trinity	Richland	Kaveri	Kaveri Refresh (Godavari)	Carrizo	Bristol Ridge	Raven Ridge	Picasso
		Entrada
		Basic														Kabini
	Mobile	Performance										Renoir	Cezanne	Rembrandt
		Mainstream	Llano	Trinity	Richland	Kaveri		Carrizo	Bristol Ridge	Raven Ridge	Picasso
		Entrada																		Dalí
		Basic													Desna, Ontario, Zacate	Kabini, Temash	Beema, Mullins	Carrizo-L	Stoney Ridge
	Integrado			Trinity		Bald Eagle		Merlin Falcon, Brown Falcon		Great Horned Owl		Grey Hawk			Ontario, Zacate	Kabini	Steppe Eagle, Crowned Eagle, LX-Family		Prairie Falcon	Banded Kestrel
Lançado			Agosto de 2011	Outubro de 2012	Junho de 2013	Janeiro de 2014	2015	Junho de 2015	Junho de 2016	Outubro de 2017	Janeiro de 2019	Março de 2020	Janeiro de 2021	Janeiro de 2022	Janeiro de 2011	Maio 2013	Apr 2014	Maio de 2015	Fevereiro de 2016	Abril de 2019
Microarquitetura de CPU			K10	Piledriver		Steamroller		Excavator	"Excavator+"[12]	Zen	Zen+	Zen 2	Zen 3	Zen 3+	Bobcat	Jaguar	Puma	Puma+[13]	"Excavator+"	Zen
ISA			x86-64												x86-64
Socket	Desktop	High-end	—												—
		Mainstream	—					AM4						—
		Entrada	FM1	FM2		FM2+[nota 1]			—
		Basic	—												—	AM1	—
	Outros		FS1	FS1+, FP2		FP3		FP4		FP5		FP6		FP7	FT1	FT3	FT3b		FP4	FP5
Versão PCI Express			2.0			3.0								4.0	2.0				3.0
Fab. (nm)			GF 32SHP (HKMG SOI)			GF 28SHP (HKMG bulk)				GF 14LPP (FinFET bulk)	GF 12LP (FinFET bulk)	TSMC N7 (FinFET bulk)		TSMC N6 (FinFET bulk)	TSMC N40 (bulk)	TSMC N28 (HKMG bulk)	GF 28SHP (HKMG bulk)			GF 14LPP (FinFET bulk)
Area do Die (mm2)			228	246		245		245	250	210[14]		156	180	210	75 (+ 28 FCH)	107		?	125	149
TDP min. (W)			35	17				12				10		15	4.5	4	3.95	10	6
TDP max. de APU (W)			100			95		65						45	18	25
Clock base max. de stock de APU (GHz)			3	3.8	4.1	4.1		3.7	3.8	3.6	3.7	3.8	4.0	3.3	1.75	2.2	2	2.2	3.2	2.6
Máximo de APUs por nó[nota 2]			1												1
Max CPU[nota 3] cores por APU			4									8			2	4			2
Max threads por core de CPU			1							2					1					2
i386, i486, i586, CMOV, NOPL, i686, PAE, NX bit, CMPXCHG16B, AMD-V, RVI, ABM, e LAHF/SAHF de 64-bit
IOMMU[nota 4]			—
BMI1, AES-NI, CLMUL, e F16C															—
MOVBE			—
AVIC, BMI2 e RDRAND															—
ADX, SHA, RDSEED, SMAP, SMEP, XSAVEC, XSAVES, XRSTORS, CLFLUSHOPT, e CLZERO			—												—
WBNOINVD, CLWB, RDPID, RDPRU, e MCOMMIT			—												—
FPUs por core			1	0.5						1					1				0.5	1
Tubos por FPU			2												2
Largura do tubo FPU			128-bit									256-bit			80-bit	128-bit
Nível SIMD do conjunto de instruções da CPU			SSE4a[nota 5]	AVX				AVX2							SSSE3	AVX			AVX2
3DNow!				—											—
FMA4, LWP, TBM, e XOP			—							—					—					—
FMA3
Cache L1 de dados por núcleo (KiB)			64	16				32							32
Associatividade do cache de dados L1 (maneiras)			2	4				8							8
Caches de instruções L1 por core			1	0.5						1					1				0.5	1
Cache máximo de instrução L1 total da APU (KiB)			256	128		192				256					64		128		96	128
Associatividade de cache de instrução L1 (maneiras)			2			3				4		8			2				3	4
Caches L2 por core			1	0.5						1					1				0.5	1
Cache L2 total de APU máximo (MiB)			4					2				4			1	2			1
Associatividade de cache L2 (maneiras)			16							8					16					8
Cache L3 total da APU (MiB)			—							4		8	16		—					4
Associatividade de cache APU L3 (maneiras)										16										16
Esquema de cache L3										Victim										Victim
Suporte max. de DRAM stock			DDR3-1866		DDR3-2133			DDR3-2133, DDR4-2400	DDR4-2400	DDR4-2933		DDR4-3200, LPDDR4-4266		DDR5-4800, LPDDR5-6400	DDR3L-1333	DDR3L-1600	DDR3L-1866		DDR3-1866, DDR4-2400	DDR4-2400
Max. de canais DRAM por APU			2												1					2
Max. largura de banda DRAM de stock por APU (GB/s)			29.866		34.132			38.400		46.932		68.256		102.400	10.666	12.800	14.933		19.200	38.400
Microarquitetura GPU			TeraScale 2 (VLIW5)	TeraScale 3 (VLIW4)		GCN 2nd gen		GCN 3rd gen		GCN 5th gen[15]				RDNA 2nd gen	TeraScale 2 (VLIW5)	GCN 2nd gen			GCN 3rd gen[15]	GCN 5th gen
Conjunto de instruções da GPU			Conjunto de instruções TeraScale			Conjunto de instruções GCN								Conjunto de instruções RDNA	Conjunto de instruções TeraScale	Conjunto de instruções GCN
Clock base da GPU de stock máximo (MHz)			600	800	844	866		1108		1250	1400	2100		2400	538	600	?	847	900	1200
Max stock GPU base GFLOPS[nota 6]			480	614.4	648.1	886.7		1134.5		1760	1971.2	2150.4		3686.4	86	?	?	?	345.6	460.8
Motor 3D [nota 7]			Até 400:20:8	Até 384:24:6		Até 512:32:8				Até 704:44:16[16]		Até 512:32:8		768:48:8	80:8:4	128:8:4			Até 192:?:?	Até 192:?:?
			IOMMUv1			IOMMUv2								IOMMUv1			?		IOMMUv2
Decodificador de vídeo			UVD 3.0			UVD 4.2		UVD 6.0		VCN 1.0[17]		VCN 2.1[18]	VCN 2.2[18]	VCN 3.1	UVD 3.0	UVD 4.0	UVD 4.2	UVD 6.0	UVD 6.3]]	VCN 1.0
Codificador de vídeo			—	VCE 1.0		VCE 2.0		VCE 3.1							—	VCE 2.0		VCE 3.1
Movimento Fluido AMD			Não							Não					Não					Não
Economia de energia da GPU			PowerPlay	PowerTune											PowerPlay	PowerTune[19]
TrueAudio			—			[20]							?		—
FreeSync						1 2										1 2
HDCP[nota 8]			?			1.4				1.4 2.2					?	1.4				1.4 2.2
PlayReady[nota 9]			—							3.0 not yet					—					3.0 ainda não
Telas compatíveis[nota 10]			2–3	2–4				3		3 (desktop) 4 (mobile, integrado)		4			2				3	4
/drm/radeon[nota 11][22][11]									—										—
/drm/amdgpu[nota 12][23]			—			[24]									—	[24]

1. Para modelos Excavator FM2+: A8-7680, A6-7480 e Athlon X4 845.
2. Um PC seria um nó.
3. Uma APU combina uma CPU e uma GPU. Ambos têm núcleos.
4. Requer suporte de firmware
5. No SSE4. No SSSE3.
6. O desempenho de precisão simples é calculado a partir da velocidade de clock do núcleo base (ou boost) com base em uma operação FMA.
7. Shaders unificados : unidades de mapeamento de textura : unidades de saída de renderização
8. Para reproduzir conteúdo de vídeo protegido, também é necessário suporte a placa, sistema operacional, driver e aplicativo. Um monitor HDCP compatível também é necessário para isso. O HDCP é obrigatório para a saída de certos formatos de áudio, colocando restrições adicionais na configuração multimídia.
9. Para reproduzir conteúdo de vídeo protegido, também é necessário suporte a placa, sistema operacional, driver e aplicativo. Um monitor HDCP compatível também é necessário para isso. O HDCP é obrigatório para a saída de certos formatos de áudio, colocando restrições adicionais na configuração multimídia.
10. Para alimentar mais de dois monitores, os painéis adicionais devem ter suporte nativo para DisplayPort.^[21] Alternativamente, adaptadores DisplayPort-to-DVI/HDMI/VGA ativos podem ser empregados.
11. DRM (Direct Rendering Manager) é um componente do kernel Linux. O suporte nesta tabela refere-se à versão mais atual.
12. DRM (Direct Rendering Manager) é um componente do kernel Linux. O suporte nesta tabela refere-se à versão mais atual.

Visão geral dos recursos para placas de vídeo AMD

A tabela a seguir mostra os recursos das GPUs da AMD / ATI (consulte também: Lista de unidades de processamento gráfico da AMD).

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Nome da série de GPUs	Wonder	Mach	3D Rage	Rage Pro	Rage 128	R100	R200	R300	R400	R500	R600	RV670	R700	Evergreen	Northern Islands	Southern Islands	Sea Islands	Volcanic Islands	Arctic Islands/Polaris	Vega	Navi 1x	Navi 2x	Navi 3x
Lançamento	1986	1991	Abril 1996	Março 1997	Agosto 1998	Abril 2000	Agosto 2001	Setembro 2002	Maio 2004	Outubro 2005	Maio 2007	Novembro 2007	Junho 2008	Setembro 2009	Outubro 2010	Janeiro 2012	Setembro 2013	Junho 2015	Junho 2016, Abril 2017, Agosto 2019	Junho 2017, Fevereiro 2019	Julho 2019	Novembro 2020	Dezembro 2022
Nome de marketing	Wonder	Mach	3D Rage	Rage Pro	Rage 128	Radeon 7000	Radeon 8000	Radeon 9000	Radeon X700/X800	Radeon X1000	Radeon HD 2000	Radeon HD 3000	Radeon HD 4000	Radeon HD 5000	Radeon HD 6000	Radeon HD 7000	Radeon 200	Radeon 300	Radeon 400/500/600	Radeon RX Vega, Radeon VII	Radeon RX 5000	Radeon RX 6000	Radeon RX 7000
Suporte AMD	Terminou
Tipo	2D		3D
Conjunto de instruções	Não conhecido publicamente										Conjunto de instruções TeraScale					Conjunto de instruções GCN					Conjunto de instruções RDNA
Microarquitetura											TeraScale 1 (VLIW)			TeraScale 2 (VLIW5)	TeraScale 2 (VLIW5) até 68xx TeraScale 3 (VLIW4) em 69xx [25][26]	GCN 1st gen	GCN 2nd gen	GCN 3rd gen	GCN 4th gen	GCN 5th gen	RDNA	RDNA 2	RDNA 3
Tipo	Pipieline fixo[a]						Pipelies de pixel e vértice programáveis				Modelo de shader unificado
Direct3D	—		5.0	6.0		7.0	8.1	9.0 11 (9_2)	9.0b 11 (9_2)	9.0c 11 (9_3)	10.0 11 (10_0)	10.1 11 (10_1)		11 (11_0)		11 (11_1) 12 (11_1)	11 (12_0) 12 (12_0)			11 (12_1) 12 (12_1)		11 (12_1) 12 (12_2)
Modelo de shader	—						1.4	2.0+	2.0b	3.0	4.0	4.1		5.0		5.1	5.1 6.5			6.7		6.7
OpenGL	—			1.1	1.2	1.3		2.1[b][27]			3.3			4.5 (no Linux: 4.5 (Mesa 3D 21.0))[28][29][30][c]		4.6 (no Linux: 4.6 (Mesa 3D 20.0))
Vulkan	—															1.0 (Win 7+ ou Mesa 17+)	1.2 (Adrenalin 20.1.2, Linux Mesa 3D 20.0) 1.3 (GCN 4 e superior (com Adrenalin 22.1.2, Mesa 22.0))						1.3
OpenCL	—										Close to Metal		1.1 (sem suporte Mesa 3D)	1.2 (no Linux: 1.1 (sem suporte de imagem) com Mesa 3D)			2.0 (Adrenalin driver no Win7+) (no Linux: 1.1 (sem suporte de imagem) com Mesa 3D, 2.0 com drivers AMD ou AMD ROCm)				2.0	2.1 [31]	?
HSA / ROCm	—																				?
Decodificação de vídeo ASIC	—										Avivo/UVD	UVD+	UVD 2	UVD 2.2	UVD 3	UVD 4	UVD 4.2	UVD 5.0 ou 6.0	UVD 6.3	UVD 7 [32][d]	VCN 2.0 [32][d]	VCN 3.0 [33]	?
Codificação de vídeo ASIC	—															VCE 1.0	VCE 2.0	VCE 3.0 or 3.1	VCE 3.4	VCE 4.0 [32][d]
Fluid Motion ASIC[e]	Não																				Não		?
Economia de energia	?										PowerPlay				PowerTune	PowerTune & ZeroCore Power					?
TrueAudio	—																Através de DSP dedicado		Através de shaders			?
FreeSync	—																1 2						?
HDCP[f]	?																1.4		2.2		2.3 [34]
PlayReady[f]	—																		3.0	Não	3.0	?
Exibições suportadas[g]						1–2	2							2–6							?
Máx. resolução	?													2–6 × 2560×1600		2–6 × 4096×2160 @ 30 Hz			2–6 × 5120×2880 @ 60 Hz	3 × 7680×4320 @ 60 Hz [35]	7680×4320 @ 60 Hz PowerColor		?
/drm/radeon[h]																		—					?
/drm/amdgpu[h]	—															Não Experimental [36]							?

1. A série Radeon 100 possui sombreadores de pixel programáveis, mas não é totalmente compatível com DirectX 8 ou Pixel Shader 1.0. Veja o artigo sobre Pixel shaders do R100.
2. Os cartões baseados em R300, R400 e R500 não são totalmente compatíveis com OpenGL 2+, pois o hardware não oferece suporte a todos os tipos de texturas não-potência de dois (NPOT).
3. A conformidade com OpenGL 4+ requer suporte a shaders FP64 e estes são emulados em alguns chips TeraScale usando hardware de 32 bits.
4. O UVD e o VCE foram substituídos pelo Video Core Next (VCN) ASIC na APU Raven Ridge do Vega.
5. Processamento de vídeo ASIC para técnica de interpolação de taxa de quadros de vídeo. No Windows funciona como um filtro DirectShow no seu player. No Linux, não há suporte por parte dos drivers e/ou da comunidade.
6. Para reproduzir conteúdo de vídeo protegido, também é necessário suporte a cartão, sistema operacional, driver e aplicativo. Um monitor HDCP compatível também é necessário para isso. O HDCP é obrigatório para a saída de certos formatos de áudio, colocando restrições adicionais na configuração de multimídia.
7. Mais monitores podem ser suportados com conexões DisplayPort nativas ou dividindo a resolução máxima entre vários monitores com conversores ativos.
8. DRM (Direct Rendering Manager) é um componente do kernel do Linux. AMDgpu é o módulo do kernel do Linux. O suporte nesta tabela refere-se à versão mais atual.

Ver também

• AMD Cool'n'Quiet (para CPUs de desktop)
• AMD PowerNow! (para CPUs de laptop)
• AMD PowerXpress (para múltiplas GPUs)
• Intel SpeedStep (para CPUs)
• Intel Turbo Boost (para CPUs)

Notas

Referências

1. «AMD PowerTune Technology» (PDF). AMD. 23 de março de 2012. Consultado em 29 de abril de 2025. Cópia arquivada (PDF) em 1 de março de 2015
2. «AMD PowerTune vs PowerPlay» (PDF). AMD. 1 de dezembro de 2010. Consultado em 29 de abril de 2025. Arquivado do original (PDF) em 14 de julho de 2014
3. «Add amdgpu powerplay support». 11 de novembro de 2015. Consultado em 29 de abril de 2025
4. «AMD x86 SMU firmware analysis». 27 de dezembro de 2014. Consultado em 29 de abril de 2025
5. «Reverse engineering power management on Nvidia GPUs» (PDF)
6. «Redefining TDP With PowerTune». AnandTech. 15 de dezembro de 2010
7. «Introducing PowerTune Technology With Boost». AnandTech. 22 de junho de 2012
8. «The New PowerTune: Adding Further States». AnandTech. 22 de março de 2013
9. «PowerTune: Improved Flexibility & Fan Speed Throttling». AnandTech. 23 de outubro de 2014
10. «What is AMD's PowerTune 2.0 and what does it do?». SemiAccurate. 16 de dezembro de 2013
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12. «AMD Announces the 7th Generation APU: Excavator mk2 in Bristol Ridge and Stoney Ridge for Notebooks». 31 de maio de 2016. Consultado em 17 de setembro de 2022
13. «AMD Mobile "Carrizo" Family of APUs Designed to Deliver Significant Leap in Performance, Energy Efficiency in 2015» (Nota de imprensa). 20 de novembro de 2014. Consultado em 17 de setembro de 2022. Cópia arquivada em 10 de fevereiro de 2015
14. «The Mobile CPU Comparison Guide Rev. 13.0 Page 5 : AMD Mobile CPU Full List». TechARP.com. Consultado em 17 de setembro de 2022
15. «AMD VEGA10 and VEGA11 GPUs spotted in OpenCL driver». VideoCardz.com. Consultado em 17 de setembro de 2022
16. Cutress, Ian (1 de fevereiro de 2018). «Zen Cores and Vega: Ryzen APUs for AM4 – AMD Tech Day at CES: 2018 Roadmap Revealed, with Ryzen APUs, Zen+ on 12nm, Vega on 7nm». Anandtech. Consultado em 17 de setembro de 2022
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21. «How do I connect three or More Monitors to an AMD Radeon™ HD 5000, HD 6000, and HD 7000 Series Graphics Card?». AMD. Consultado em 19 de setembro de 2022. Cópia arquivada em 11 de dezembro de 2014
22. Airlie, David (26 de novembro de 2009). «DisplayPort supported by KMS driver mainlined into Linux kernel 2.6.33». Consultado em 19 de setembro de 2022
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