Excavator (マイクロアーキテクチャ)

Excavator（エクスカベーター）は、アドバンスト・マイクロ・デバイセズ（AMD）が開発したマイクロアーキテクチャです。これは、Bulldozerアーキテクチャから派生した第3世代にあたり、前世代のSteamrollerの後継として、主にAccelerated Processing Unit（APU）での使用を想定して開発されました。Excavatorアーキテクチャは、従来の設計に比べて、電力効率と処理性能の両面で大幅な改善を目指しています。

2015年には、Excavatorベースのメインストリーム向けCPUとAPUが「Carrizo（カリゾ）」というコードネームでリリースされました。これらのプロセッサは、HSA（Heterogeneous System Architecture）1.0に対応しており、CPUとGPUが連携して効率的に処理を行うことができるように設計されています。HSAは、異なる種類のプロセッサ間のデータ共有やタスク分散を円滑にするための規格で、これにより、アプリケーションはより高度な並列処理能力を活かすことができます。

同時期には、Excavatorをベースとしたサーバーおよびエンタープライズ向けのAPUとCPUが「Toronto（トロント）」というコードネームで市場に投入されました。これらの製品は、より高い性能と信頼性が求められるデータセンターなどの環境での使用を想定しており、メインストリーム向けとは異なる要件を満たすように設計されています。

2016年には、Socket AM4およびDDR4に対応した「Bristol Ridge（ブリストルリッジ）」と「Stoney Ridge（ストーニーリッジ）」というコードネームのAPUとCPUが発表されました。これらのプロセッサは、新しいプラットフォームに対応することで、より高速なメモリと最新のインターフェースを活用できるようになり、全体的なシステムパフォーマンスの向上が期待されました。

アーキテクチャの特徴

Excavatorアーキテクチャは、AVX2、BMI2、RdRandといった新しい命令セットをサポートしています。これらの命令セットは、より高度な演算や暗号化処理などを効率的に行うために使用されます。また、Excavatorは、電力消費とダイサイズを削減するために、通常はGPUで使われる「High-Densityライブラリ」（Thinライブラリ）を用いた設計を採用しました。この設計手法により、従来のCPU設計に比べて約30%のエネルギー消費効率の向上が実現しました。これは、モバイルデバイスや省電力サーバーなど、電力消費が重要な要素となるアプリケーションにとって非常に大きなメリットとなります。

さらに、Excavatorアーキテクチャは、以前のSteamrollerアーキテクチャと比較して、最大15%多くのIPC（Instructions Per Clock：クロックあたりの命令数）を処理できる能力を備えています。IPCの向上は、同じクロック周波数でもより多くの処理をこなせることを意味し、これにより、より高い性能が実現されます。全体として、Excavatorは、電力効率と性能の両方を向上させるための先進的な設計が採用されたマイクロアーキテクチャと言えます。

Excavatorは、AMDのAPUおよびCPUの進化において重要な役割を果たしたアーキテクチャであり、その設計思想は、後のAMD製品にも影響を与えています。

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