up
ru ua
menu


GOODRAM-SSD-Iridium-PRO.gif

logo minifile

::>Цифровая индустрия > 2013 > 10 > ...

Версия для печати
Переопубликовать обзор

23-10-2013


rss

Дизайн AMD Heterogeneous Queuing для APU: в преддверии революции

Вторая - та, которую избрал, -
Нетоптаной травою привлекала:
Примять ее - цель выше всех похвал,

Хоть тех, кто здесь когда-то путь пытал,

Она сама изрядно потоптала.

Роберт Фрост «Неизбранная дорога»

Мастера шахматной игры от новичка отличает умение видеть в, казалось бы, равной и ничем не примечательной позиции начало выигрышной комбинации. И ради ее осуществления он может пожертвовать даже самой сильной фигурой, сделав ставку на конечный выигрыш в партии. В процессе он может делать, на первый взгляд, глупые и необдуманные ходы, но все они подчинены единому плану и служат его конечной цели.

AMD Heterogeneous Queuing

Эволюцию процессоров компании AMD за последние несколько лет и можно назвать отличной шахматной комбинацией. Большинству из нас лишь теперь доступен для понимания четкий замысел AMD и видна конечная цель, которая была сформулирована уже в «далеком» 2006 году, когда в недрах компании родился замысел объединить на одном кристалле процессорные и графические ядра. Но суть концепции «APU» не столько в размещении их на одном кристалле, сколько в реформировании самого принципа их взаимодействия между собой, который оставался неизменным в течение многих лет.

«Нелепо… и ради чего!», - подумали многие в 2011 году, когда компания AMD вместо нового и улучшенного поколения процессоров AMD Phenom / Athlon, успешно конкурирующих с моделями компании Intel, представила линейку APU AMD A (Llano).

«Оригинально, любопытно, но не впечатляюще!», - кружилось в мыслях после появления первых результатов их реального тестирования. Тем не менее, компания AMD упорно продолжала выполнять намеченную стратегию, которую она назвала «Heterogeneous Systems Architecture» (HSA). Уже в начале 2012 года она показала свою конечную цель, но, как и подобает настоящему стратегу, не открыла планов ее достижения.

Даже не смотря на довольно сложное финансовое положение (которое, к слову, по результатам третьего квартала 2013 года существенно улучшилось и впервые за несколько кварталов были задекларированы не убытки, а прибыль) и полгода деятельности без генерального директора (в начале 2011 года пост CEO покинул Дирк Мейер и лишь в августе 2011 года был назначен Рори Рид), компания AMD упорно продвигалась по намеченному курсу, цель которого уже близка.

AMD Heterogeneous Queuing

В чем же конечная цель? В разработке такого дизайна APU, который позволяет создавать производительные и энергоэффективные системы различных форм-факторов и различного предназначения: персональные компьютеры, ноутбуки, планшеты, серверные системы. При этом задействовать всю вычислительную мощь процессорных и графических ядер. А также позволить программам выбирать наиболее эффективный тип ядер в конкретной задаче, ведь не секрет, что центральный процессор лучше справляется с последовательным потоком данных, а графический – с параллельными нагрузками. И, конечно же, все это было бы напрасно без поддержки со стороны разработчиков программного обеспечения.  

AMD Heterogeneous Queuing

Переводя все это в плоскость конкретных задач, можно сказать, что улучшенный дизайн APU нацелен на более качественное воспроизведение видео (формат Ultra HD 4K), ускоренное редактирование фото- и видеоматериалов, создание реалистических игровых эффектов, применения новых методов управления компьютером (с помощью жестов, голосовых команд и других) и т.д.

AMD Heterogeneous Queuing

Для достижения поставленных целей на первом этапе нужно было объединить процессорные и графические ядра на одном кристалле (APU AMD Llano). Затем улучшить эту структуру, оптимизировав саму микроархитектуру и добавив несколько важных блоков (APU AMD Trinity). И лишь теперь в ход вступают главные технологии, которые и помогут раскрыть заложенный в APU потенциал. Речь идет об уже знакомой нам концепции AMD heterogeneous Uniform Memory Access (AMD hUMA) и новом дизайне AMD Heterogeneous Queuing (AMD hQ).

AMD Heterogeneous Queuing

AMD hUMA позволяет процессорным и графическим ядрам получать доступ ко всей оперативной памяти, поскольку до этого они использовали раздельное адресное пространство. Такой подход существенно упрощает их взаимодействие: чтобы передать любые данные из оперативной памяти, CPU достаточно указать на них. В свою очередь GPU их сразу же увидит, обработает и передаст соответствующий указатель на результаты. До этого вместо указателя на соответствующие ячейки оперативной памяти им необходимо было копировать весь массив данных.

AMD Heterogeneous Queuing

Концепция AMD hQ представляет собой не менее революционное новшество в сфере взаимодействия центрального и графического процессора. Традиционная модель, которая используется во всех существующих моделях, предполагает лишь односторонний обмен с участием операционной системы и драйвера. Если CPU нужно задействовать вычислительные возможности GPU, то он обращается к специальной службе операционной системы, далее подключается драйвер (переводит запрос в формат, который понятный для GPU определенного вендора) и только потом необходимые данные поступают в очередь на обработку GPU. При этом сам графический процессор не имеет возможности создавать задания для обработки на CPU.

AMD Heterogeneous Queuing

Что же предлагает AMD hQ? Во-первых, стандартизировать формат пакетов, чтобы убрать необходимость использования драйвера и соответствующей службы операционной системы. Во-вторых, позволить программам напрямую ставить задачи для графического процессора без задействования для этих целей CPU.

AMD Heterogeneous Queuing

В результате мы получим гибкую структуру, которая способна эффективно обмениваться информацией (AMD hUMA) и задачами (AMD hQ) без задействования операционной системы или драйвера. Она может быстро переадресовать задачи и напрямую взаимодействует с программами.   

AMD Heterogeneous Queuing

Концепция AMD hQ также предоставляет нескольким программам прямой доступ к вычислительным возможностям графического процессора (в порядке очереди, конечно) без задействования драйвера и с использованием стандартизованного формата пакетов заданий.

AMD Heterogeneous Queuing

Применения архитектур AMD hUMA и AMD hQ существенно повысить эффективность работы APU в любых задачах. А если учитывать возможности GPU видеокарты? Смогут ли процессоры компании Intel составить конкуренцию такой объединенной структуре, где распределение задач и памяти происходит на аппаратном уровне без применения операционной системы? А ведь именно создание такой структуры и является конечной целью архитектуры AMD HSA.

AMD Heterogeneous Queuing

В конечном итоге дизайн AMD hQ позволяет:

  • повысить производительность выполнения любых поставленных задач;
  • эффективнее использовать электроэнергию или заряд батареи в мобильных устройствах;
  • применять ее во всех HSA-платформах, включая традиционные ПК, планшеты и сервера;
  • упростить программные модели для графического процессора.

А благодаря усилиям компании AMD, к поддержке и интеграции архитектуры HSA уже присоединились ARM-альянс, компании Samsung, Qualcomm, Mediatek, Texas Instruments и многие другие. Все это позволяет надеяться на светлое будущее для компании AMD и ее HSA-архитектуры.

AMD Heterogeneous Queuing

В завершение лишь добавим, что с 11 по 13 ноября 2013 года в Сан-Хосе (Калифорния, США) пройдет очередной форум AMD Developer Summit. Вполне возможно, что там компания AMD продемонстрирует реальные результаты работы архитектур AMD hUMA и AMD hQ, а также поделится новыми подробностями следующего поколения APU – AMD Kaveri.

AMD Heterogeneous Queuing


Социальные комментарии Cackle
Поиск по сайту
Почтовая рассылка
top10

vote

Голосование