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AMD APU 異構架構淺談 [複製鏈接]

doggyXD

Teenager I

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電梯直達

樓主

發表於 2014-5-28 08:43:13 |只看該作者 |正序瀏覽

　　聽到異構計算，大家可能都很難與什麼具體的事物聯系到一起。接下來小編會分四部分為大家深入淺出的講解異構計算，以及異構計算在與我們生活相關領域的發展。
　　異構計算起源及APU初現
　　大家對異構計算陌生，但一定知道計算機中的CPU和GPU，也就是俗稱的處理器和顯卡。在以往的認知中，CPU和GPU都是獨立的組件，通過增加CPU的內核、時鐘頻率，來提升計算性能，但畢竟力有時窮，如今CPU遇到瞭能耗和散熱的瓶頸。而GPU隻負責處理矢量計算，但它有更多的內核數量和更強大的並行計算能力，開發潛力巨大。面對需求的變高，我們需要更實用、性能更高的計算系統，所以，異構計算出現瞭。

　　在2006年，AMD完成瞭對ATI的收購，宣佈要把高性能CPU、GPU做到同一顆芯片上，並為這一項目命名為“Fusion”(融聚)，而後又提出瞭全新的“APU”(加速處理器)概念，這為未來AMD在異構計算領域提出的HSA異構系統架構奠定瞭基礎。
　　AMD明白HSA異構系統架構這條路的艱難，所以制定瞭四步持續性戰略：第一步，物理整合，CPU、GPU集成在一塊矽芯片上；第二步，平臺優化，增強CPU、GPU之間的互連接口；第三步，架構整合，CPU、GPU內存統一尋址；第四步，架構和系統整合，從硬件到軟件完全實現異構計算支持。
　　AMD在2011年推出瞭第一代APU產品，其中主流的Llano實現瞭“AMD Steady Video”視頻防抖技術，同時，融合HD6000系列GPU，無論性能還是功能都不輸給主流級獨顯，尤其在視頻解碼和畫質增強方面。緊接著，在2012年AMD又在架構平臺方面進行瞭大刀闊斧的改進，包括主流的Trinity APU。

　　AMD APU的真正意義
　　自AMD提出HSA架構設想，HSA的理想模式就是數據會被存放在共用的統一內存中，無論是CPU還是GPU，都可以去統一的內存中調用所需要的數據，並在處理完成後將其存儲在統一的內存中。
　　而AMD APU的真正意義就在於，它是HSA架構的有力證明，是CPU和GPU的結合體，不僅擅長數據運算，同時也具備圖形功能，含由標量和矢量硬件構成的全部處理能力，為軟件開發者帶來瞭前所未有的靈活性，使之能夠任意采用最適合的方式開發新的應用，做到真正的1+1>2。

　　Kaveri APU強勢來襲
　　Kaveri是AMD最新的APU產品，是AMD在發展HSA方面，乃至整個行業的革命性產品。Kaveri APU的hUMA設計，讓CPU和GPU使用統一的內存空間，數據存放於同一處，可以被CPU和GPU同時調用和讀取，這就避免瞭帶寬和數據存儲的阻隔，效率相比之前的分離式設計就要有瞭徹底的提升。
　　在應用為王的時代，再厲害的技術也要落到實處。AMD用新的Kaveri APU演示瞭對JPEG圖像解碼的加速，由於采用HSA架構，其相比傳統CPU加速來說，速度提升最高可達87.3%。

　　2014年，AMD還拿出瞭另外兩個系列的APU產品——Beema、Mullins。其中，Mullins是APU在CPU和GPU融合概念下取得的另一重大突破，能耗比的大幅度提升，與上一代產品相比頻率提升超過50%，但散熱設計功耗卻降低近一半，以極低的功耗實現相當強的均衡計算和圖形性能。
　　除此之外，在原有的基礎上，全新的APU進一步升級瞭手勢控制，支持多數常用程序的控制，比如Office ppt翻頁、圖片翻頁、音樂播放和視頻播放控制等，功能更加強大實用。同時，無線顯示、人臉識別等技術，也使APU在應用層面更豐富、更方便、更貼近用戶。
　　異構架構引領未來趨勢
　　然而，在異構計算領域，HSA不會是終點，除瞭CPU和GPU之外，會有更多的單元類別加入到這個家庭中來。AMD剛剛宣佈瞭其雙架構的戰略，自2015年起推出針腳兼容x86/ARM計算的20納米APU和SoC系列產品，並將全面支持HSA架構，實現x86和ARM的融合。

　　在未來，HSA還有很多困難需要去攻克，但同時也會帶來巨大的優勢：由於架構的革新，同頻下性能將更強；整合新的顯示核心將進一步提升3D性能；工藝的進步將使功耗更低。而AMD要做的就是完善軟件部分，使更多的編程人員參與到異構計算應用開發中來。

　　支持HSA的應用會更多，支持HSA的APU會給用戶帶來更加豐富多彩體驗。無論是處理圖片、影音，還是運行大型的遊戲，HSA都有無限的用武之地。