當(dāng)PC行業(yè)都陷于停滯時(shí)，AMD期望通過自己的技術(shù)創(chuàng)新打破傳統(tǒng)PC的桎梏，為用戶帶來更好的應(yīng)用體驗(yàn)，為行業(yè)帶來更多活力。前不久，AMD推出了代號(hào)為Kaveri的新一代APU，真正將CPU和GPU融合在一起，真正實(shí)現(xiàn)了HSA(Heterogeneous System Architecture，即異構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu))，這也是AMD在當(dāng)年推出Athlon、Opteron、真雙核產(chǎn)品之后又一款在架構(gòu)層面上有顛覆性創(chuàng)新意義的產(chǎn)品，將為AMD未來的產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，是AMD在技術(shù)領(lǐng)域以及產(chǎn)品領(lǐng)域的一個(gè)重要里程碑。
異構(gòu)是方向 架構(gòu)有差異
在AMD看來，傳統(tǒng)的處理器架構(gòu)設(shè)計(jì)并不能很好地滿足所有的應(yīng)用需求，不同的應(yīng)用需要到不同的架構(gòu)。“GPU在數(shù)據(jù)并行計(jì)算和圖形處理上有著天然的優(yōu)勢(shì)，CPU適合處理例如操作系統(tǒng)、輕負(fù)載應(yīng)用等傳統(tǒng)工作。因此，從處理器設(shè)計(jì)的角度，我們需要讓合適的計(jì)算單元做合適的工作。”AMD全球副總裁Manju Hegde在接受ChinaByte比特網(wǎng)記者采訪時(shí)表示，“根據(jù)應(yīng)用的計(jì)算性能要求，平衡使用CPU和GPU資源，甚至將以前(異構(gòu)計(jì)算出現(xiàn)之前)需要CPU做、但又勉為其難的工作交給更適合的計(jì)算設(shè)備GPU，就能很好地降低設(shè)備功耗。”
實(shí)際上，目前所有的處理器生產(chǎn)商都在支持異構(gòu)計(jì)算，這已是大勢(shì)所趨。不過，即使是異構(gòu)計(jì)算，也有不同的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段。“在傳統(tǒng)的異構(gòu)系統(tǒng)中，CPU和GPU無法共享數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)需要來回搬遷，效率低且增加功耗。不過，AMD走出了一條創(chuàng)新的道路，HSA。”Manju Hegde說，“HSA架構(gòu)下，CPU和GPU在內(nèi)存管理上是統(tǒng)一的，內(nèi)存數(shù)據(jù)對(duì)于CPU和GPU完全可見，數(shù)據(jù)無需在CPU和GPU之間搬遷，大大節(jié)省系統(tǒng)資源。對(duì)于程序員，這種設(shè)計(jì)可顯著降低異構(gòu)應(yīng)用的編程難度。以O(shè)penCL編程為例，程序員可以在不同設(shè)備間傳遞指針而不是數(shù)據(jù)，這就可以將更多傳統(tǒng)上由CPU處理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)放到GPU上處理。CPU和GPU統(tǒng)一的內(nèi)存模型，也使得OpenMP/Java這類共享內(nèi)存模型的編程語言成為HSA的編程語言，從根本上解決異構(gòu)應(yīng)用編寫困難的局面。”
推動(dòng)HSA變成開放標(biāo)準(zhǔn) 以IP決勝
事實(shí)上，目前包括英特爾、英偉達(dá)等多家廠商都在提供異構(gòu)計(jì)算的產(chǎn)品，并應(yīng)用了不同的技術(shù)方案。為更好地推廣HSA，AMD正在推動(dòng)將HSA架構(gòu)變成開放標(biāo)準(zhǔn)，與其他處理器公司共同推動(dòng)異構(gòu)計(jì)算的生態(tài)環(huán)境。“HSA最終會(huì)落到硬件層面上，這意味著廠商都可以拿這個(gè)規(guī)范去設(shè)計(jì)他們的硬件。”Manju Hegde說，“在未來，我們會(huì)看到有很多公司用HSA標(biāo)準(zhǔn)去開發(fā)硬件。”標(biāo)準(zhǔn)化也意味著更激烈的競(jìng)爭(zhēng)，AMD如何實(shí)現(xiàn)其差異化？Manju Hegde說，“AMD的思路是自己的IP優(yōu)勢(shì)。我們的差異化體現(xiàn)在我們制造芯片的知識(shí)產(chǎn)權(quán)上面，比如AMD異構(gòu)芯片的電源管理，芯片模塊化設(shè)計(jì)從而提供更多HSA兼容的芯片模塊，異構(gòu)芯片間Cache處理能力，GPU架構(gòu)等等。”
不僅如此，AMD還將在異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行持續(xù)不斷投入，讓軟件程序員能夠在AMD平臺(tái)上獲得最好的編程體驗(yàn)。“程序員只需要關(guān)注代碼，而不需要關(guān)心整個(gè)硬件系統(tǒng)架構(gòu)的差異，軟件寫完后可以在異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)上表現(xiàn)的更好，這也就AMD提供差異化的表現(xiàn)形式之一。”Manju Hegde說。從軟件的角度來說，AMD的HSA架構(gòu)中包括開發(fā)工具，編譯器，軟件庫和一些中間件，這四大部分對(duì)開發(fā)人員而言不可缺少。
HSA應(yīng)用廣泛 前景燦爛
在Manju Hegde看來，HSA架構(gòu)的應(yīng)用前景看好，跟根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行調(diào)整。“HSA在終端設(shè)備的視覺計(jì)算方面有很好的應(yīng)用，例如人臉識(shí)別系統(tǒng)等等。而在高性能計(jì)算領(lǐng)域，HSA則有更廣泛的空間。””Manju Hegde說，“服務(wù)器里有很多計(jì)算密集型的任務(wù)，例如高性能計(jì)算當(dāng)中就有很多數(shù)據(jù)處理會(huì)變成矩陣乘法操作，這種任務(wù)對(duì)計(jì)算性能要求很高，在經(jīng)過一定計(jì)算之后會(huì)返回結(jié)果，并需要一個(gè)決策過程，如此反復(fù)再進(jìn)行下一個(gè)處理。CPU非常適合做決策，但GPU則非常適合大型矩陣操作。HSA將CPU和GPU進(jìn)行了高效連接，這種在架構(gòu)上的調(diào)整讓調(diào)度無需考慮數(shù)據(jù)所在(是在CPU還是GPU上)，也無需考慮處理過程(在決策還是在計(jì)算)，使HSA不但適用于終端設(shè)備，也是服務(wù)器和高性能計(jì)算非常好的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式。”
專注于異構(gòu)計(jì)算的中科院計(jì)算所并行實(shí)驗(yàn)室賈海鵬表示，HSA所采用的異構(gòu)隊(duì)列、CPU和GPU共享內(nèi)存兩大核心技術(shù)可以緩解異構(gòu)計(jì)算所帶來的難題。“我相信AMD在相關(guān)技術(shù)上也一定會(huì)再次帶給我們驚喜的表現(xiàn)，我們也期望AMD能夠?yàn)槲覀兛蒲泄ぷ髡撸峁└玫目萍紕?chuàng)新的平臺(tái)。”他說。
京公網(wǎng)安備 11010502049343號(hào)