up
ua ru
menu


ASUS_Quiz_1.gif

logo minifile

::>Цифрова індустрія > 2013 > 10 > ...

Версія для друку
Переопублікувати статтю

23-10-2013


rss

Дизайн AMD Heterogeneous Queuing для APU: напередодні революції

І вибрав другий, той, що прямо вів.
Можливо, був не так помітний він
у листі, травах, майже без слідів,
але, якби частіш ним хтось ходив,
то з першим жодних не було б відмін.

Роберт Фрост «Необраний шлях»

Майстра гри в шахи від новачка відрізняє вміння бачити в, здавалося б, рівній і нічим не примітній позиції початок виграшної комбінації. І заради її здійснення він може пожертвувати навіть найсильнішою фігурою, зробивши ставку на кінцевий виграш у партії. У процесі він може робити, на перший погляд, дурні та необдумані ходи, але всі вони відповідають єдиному плану і служать його кінцевої мети.

AMD Heterogeneous Queuing

Еволюцію процесорів компанії AMD за останні кілька років і можна назвати відмінною шаховою комбінацією. Більшості з нас лише тепер доступний для розуміння чіткий задум AMD і видна кінцева мета, яка була сформульована вже в «далекому» 2006 році, коли в надрах компанії народився задум об'єднати на одному кристалі процесорні та графічні ядра. Але суть концепції «APU» не стільки в розташуванні їх на одному кристалі, скільки в реформуванні самого принципу їхньої взаємодії між собою, який залишався незмінним протягом багатьох років.

«Безглуздо… і заради чого!», - подумали багато хто в 2011 році, коли компанія AMD замість нового та поліпшеного покоління процесорів AMD Phenom / Athlon, які успішно конкурували з моделями компанії Intel, представила лінійку APU AMD A (Llano).

«Оригінально, цікаво, але не вражаюче!», - крутилося в думках після появи перших результатів їхнього реального тестування. Проте, компанія AMD завзято продовжувала виконувати намічену стратегію, яку вона назвала «Heterogeneous Systems Architecture» (HSA) На початку 2012 року вона показала свою кінцеву мету, але, як і належить справжньому стратегу, не відкрила планів її досягнення.

Навіть не дивлячись на досить складне фінансове становище (яке, до слова, за результатами третього кварталу 2013 року суттєво покращилося і вперше за кілька кварталів були задекларовані не збитки, а прибуток) і півроку діяльності без генерального директора (на початку 2011 року пост CEO покинув Дірк Меєр і лише в серпні 2011 року був призначений Рорі Рід), компанія AMD завзято просувалася визначеним курсом, ціль якого вже близька.

AMD Heterogeneous Queuing

У чому ж кінцева мета? У розробці такого дизайну APU, який дозволяє створювати продуктивні та енергоефективні системи різних форм-факторів і різного призначення: персональні комп'ютери, ноутбуки, планшети, серверні системи. При цьому задіяти всю обчислювальну потужність процесорних і графічних ядер. А також дозволити програмам вибирати найбільш ефективний тип ядер у конкретному завданні, адже не секрет, що центральний процесор краще справляється з послідовним потоком даних, а графічний – з паралельними навантаженнями. І, звичайно ж, усе це було б даремним без підтримки з боку розробників програмного забезпечення. 

AMD Heterogeneous Queuing

Переводячи все це в площину конкретних завдань, можна сказати, що поліпшений дизайн APU націлений на більш якісне відтворення відео (формат Ultra HD 4K), прискорене редагування фото- і відеоматеріалів, створення реалістичних ігрових ефектів, застосування нових методів керування комп'ютером (за допомогою жестів, голосових команд та інших) і т.д.

AMD Heterogeneous Queuing

Для досягнення поставлених цілей на першому етапі потрібно було об'єднати процесорні та графічні ядра на одному кристалі (APU AMD Llano). Потім поліпшити цю структуру, оптимізувавши саму мікроархітектуру та додавши кілька важливих блоків (APU AMD Trinity). І лише тепер у хід вступають головні технології, які й допоможуть розкрити закладений в APU потенціал. Мова йде про вже знайому нам концепцію AMD heterogeneous Uniform Memory Access (hUMA) та дизайн AMD Heterogeneous Queuing (AMD hQ).

AMD Heterogeneous Queuing

AMD hUMA дозволяє процесорним і графічним ядрам одержувати доступ до всієї оперативної пам'яті, оскільки до цього вони використовували роздільний адресний простір. Такий підхід суттєво спрощує їхню взаємодію: щоб передати будь-які дані з оперативної пам'яті, CPU досить вказати на них. У свою чергу GPU їх відразу ж побачить, обробить і передасть відповідний покажчик на результати. До цього замість покажчика на відповідні комірки оперативної пам'яті їм необхідно було копіювати весь масив даних.

AMD Heterogeneous Queuing

Концепція AMD hQ являє собою не менш революційне нововведення в сфері взаємодії центрального та графічного процесора. Традиційна модель, яка використовується у всіх існуючих моделях, передбачає лише однобічний обмін за участі операційної системи та  драйвера. Якщо CPU потрібно задіяти обчислювальні можливості GPU, то він звертається до спеціальної служби операційної системи, далі підключається драйвер (переводить запит у формат, який зрозумілий для GPU певного вендора) і тільки потім необхідні дані надходять у чергу на обробку GPU. При цьому сам графічний процесор не має можливості створювати завдання для обробки на CPU.

AMD Heterogeneous Queuing

Що ж пропонує AMD hQ? По-перше, стандартизувати формат пакетів, щоб забрати необхідність використання драйвера та відповідної служби операційної системи. По-друге, дозволити програмам прямо ставити завдання для графічного процесора без залучення для цих цілей CPU.

AMD Heterogeneous Queuing

У результаті ми одержимо гнучку структуру, яка здатна ефективно обмінюватися інформацією (AMD hUMA) і завданнями (AMD hQ) без залучення операційної системи або драйвера. Вона може швидко переадресувати завдання і прямо взаємодіє з програмами.   

AMD Heterogeneous Queuing

Концепція AMD hQ також надає кільком програмам прямий доступ до обчислювальних можливостей графічного процесора (по черзі, звичайно) без залучення драйвера та з використанням стандартизованого формату пакетів завдань.

AMD Heterogeneous Queuing

Застосування архітектур AMD hUMA і AMD hQ суттєво підвищити ефективність роботи APU у будь-яких завданнях. А якщо враховувати можливості GPU відеокарти? Чи зможуть процесори компанії Intel скласти конкуренцію такій об'єднаній структурі, де розподіл завдань і пам'яті відбувається на апаратному рівні без застосування операційної системи? Але ж саме створення такої структури і є кінцевою метою архітектури AMD HSA.

AMD Heterogeneous Queuing

В остаточному підсумку дизайн AMD hQ дозволяє:

  • підвищити продуктивність виконання будь-яких поставлених завдань;
  • ефективніше використовувати електроенергію або заряд батареї в мобільних пристроях;
  • застосовувати її у всіх HSA-платформах, включаючи традиційні ПК, планшети та сервери;
  • спростити програмні моделі для графічного процесора.

А завдяки зусиллям компанії AMD, до підтримки та інтеграції архітектури HSA уже приєдналися ARM-альянс, компанії Samsung, Qualcomm, Mediatek, Texas Instruments та багато інших. Усе це дозволяє сподіватися на світле майбутнє для компанії AMD і її HSA-архітектури.

AMD Heterogeneous Queuing

На завершення лише додамо, що з 11 по 13 листопада 2013 року в Сан-Хосе (Каліфорнія, США) пройде черговий форум AMD Developer Summit. Цілком можливо, що там компанія AMD продемонструє реальні результати роботи архітектур AMD hUMA і AMD hQ, а також поділиться новими подробицями наступного покоління APU – AMD Kaveri.

AMD Heterogeneous Queuing


Социальные комментарии Cackle
Пошук на сайті
Поштова розсилка
top10

vote

Голосування