AMD 詮述 HSA 架構,將帶來更高效能、更省電且徹底發揮 APU 架構

2013.10.22 05:51PM
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是AMD 詮述 HSA 架構,將帶來更高效能、更省電且徹底發揮 APU 架構這篇文章的首圖

AMD 下一代的 APU 、代號 Keveri 的新處理器將會是 AMD 首款符合 HSA 架構的處理器產品, AMD 今天也由技術及 ISV 產品行銷資深經理 Sasa Marinkovic 與媒體分享 HSA 架構的特性,以及可為整個市場帶來的革新與價值。

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HSA 一直運算並不是專屬於 AMD 的架構,而是由包括 AMD 、 ARM 、聯發科、德州儀器、 Imagination Technitics 、高通三星所發起,針對異質運算最佳化所倡導的一個架構,最終的目的是透過 SoC 內各核心、包括 CPU 、 GPU 甚至 DSP 等的異質架構之間進行協同運算,藉此將整顆 SoC 內的各架構的效能進行最大化的發揮。

尤其整個組織發起廠商超過半數都是目前手機、平板領域炙手可熱的廠商,故 HSA 架構不僅會用在 x86 PC 與伺服器上,未來也將在包括智慧手機、平板、 ARM 架構伺服器、遊戲機甚至智慧式穿戴設備上。

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對於 AMD 而言,首個符合 HSA 異質運算架構的產品,則是將於年底開始推出的 Keveri APU , Mr. Marinkovic 也順便澄清市場傳聞,表示 Keveri 不會像外界謠傳會拖延至明年,目前進度仍將如預期在今年底出貨。

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雖然現在的 APU 就符合 CPU 加上 GPU 的異質整合,但為何 Keveri 才真正算是 HSA 架構的產物?最關鍵的就是 Keveri 是 AMD 首度導入 hUMA 統一記憶體存取技術的 APU ,使得 APU 內的 CPU 與 GPU 可真正共享記憶體內的資料,不再需要將資料分別存進 CPU 與 GPU 各自的空間內,大幅提升存取效率。

至於 ARM 陣營亦有 ARM 所主導的 AMBA 技術,也是讓 ARM 架構 SoC 內的 CPU 與 GPU 能夠真正共享記憶體以及內部的資料。

關於 hUMA ,可參閱先前的報導: AMD HSA 異構運算計畫最後一塊拼圖: hUMA 統一記憶體存取 
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HSA 的目的並不光只是讓 CPU 與 GPU 可以共享記憶體資料,更重要的是還可顛覆目前異質運算的架構,並且大幅提升運算能力。異質運算在今日已經是相當常見的技術,但最大的問題是由於過去以 CPU 主導整個 PC 架構,故即便進行異質預算, CPU 與 GPU 之間仍是有主從的關係:由 CPU 發號司令後, GPU 再行動作, GPU 亦無法呼喚 CPU 協作。

這是因為目前的異質運算架構, CPU 與 GPU 使用不同的驅動,而 GPU 需要透過 Driver Kernel 與 CPU 溝通,且各家廠商的 GPU Driver Kernel 不同, Kernel Driver 需要重新將指令封包翻譯成 GPU 能理解的格式,導致溝通的效率低落,且都需要透過 CPU 進行統籌。

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而除了先前的 hUMA 外, AMD 此次再推出名為 Heterogeneous Queuing HQ 的異質行列技術,此技術能夠將封包標準化,使得 CPU 與 GPU 之間的運算資料溝通不再需要轉譯,並且能夠使 CPU 、 GPU 兩者都能雙向溝通,甚至 GPU 可不透過 CPU 就產生工作項目,並且也可命令 CPU 執行所需的運算項目。

在 hUMA 加上HQ 下, GPU 在運算領域終於可與 CPU 平起平坐,不再只是 CPU 的附庸,使得運算過程不再需要繁複的彼此溝通,也由於封包標準化, CPU 與 GPU 的運算不需要再轉譯,也因此能夠提升運算效率。此外也因為 CPU 與 GPU 皆可獨立執行運算,故能夠進行多序列工作。

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此外, HQ 的封包是基於 HSA 聯盟的標準格式,意味著只要是符合 HSA 架構的 SoC ,無論是 APU 或是 Application Processor ,都能夠享受到通一封包標準進行開發的好處,意味著軟體與應用程式開發者只要遵循 HSA 制定的封包標準,所寫出的應用程序與軟體就可在符合 HSA 架構的處理器、無論是 x86 或是 ARM 架構使用。

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