AMD 詮述 HSA 架構,將帶來更高效能、更省電且徹底發揮 APU 架構

AMD 詮述 HSA 架構,將帶來更高效能、更省電且徹底發揮 APU 架構

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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AMD 詮述 HSA 架構,將帶來更高效能、更省電且徹底發揮 APU 架構

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 、高通與三星所發起,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。

AMD 詮述 HSA 架構,將帶來更高效能、更省電且徹底發揮 APU 架構

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。