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AMD公司副總裁暨終端部門CTO Joe Marci稍早前表示，簡化并行運算的編程，同時讓軟件工程師能盡情發(fā)展他們的想像力，是這家公司下一個要追求的圣杯。 在稍早前的DesignCon大會上，Marci表示，AMD的工程師目前正在努力的目標(biāo)，是讓今天的CPU程序設(shè)計師們都能運用異質(zhì)系統(tǒng)架構(gòu)(heterogeneous systems architecture, HSA)開發(fā)該公司的加速處理單元(APU)。 Marci表示， HSA結(jié)合了CPU上的純量處理和GPU上的并行處理能力，同時能在更低功耗下提供更高的存儲器讀取頻寬。他同時指出，硬件編程必須更加簡單，而且還必須更容易達(dá)到最佳化和負(fù)載平衡，但這一切都極具挑戰(zhàn)性。 盡管這些任務(wù)看起來困難重重，但Macri表示，硬件開發(fā)人員們并不需要重頭開始，因為憑借著該公司超過40年的處理器開發(fā)經(jīng)驗，工程人員可以開發(fā)出一種極具擴(kuò)展力的系統(tǒng)。 Macri也指出，不斷地思考并完善硬件設(shè)計，也將使軟件開發(fā)人員能更自由地運用硬件來進(jìn)行開發(fā)。“軟件工程師就像是現(xiàn)代的米開朗基羅，”他表示，AMD對HSA架構(gòu)的期許，就是要讓軟件開發(fā)人員能更專注地進(jìn)行開發(fā)，實現(xiàn)他們的愿景。 “如果在軟件開發(fā)過程中還必須考慮到硬件，將會抑制這些工程師的創(chuàng)造力或想像力，”他說。 當(dāng)然，所謂的“愿景”也不斷在產(chǎn)生變化，如最近一段時間以來，人們與電腦的互動方式產(chǎn)生了很大改變，如迅速崛起的手勢觸控等。 “你需要能在低功耗下執(zhí)行的功能，而且還要為消費者提供良好的用戶體驗，”Macri說。而這將需要極大的并行處理能力。 
AMD將CPU和GPU融合在單一芯片而成的APU僅僅是個開端，Macri說，而未來的APU則將再納入HSA，他同時希望能盡快HSA成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。 “標(biāo)準(zhǔn)有助于建構(gòu)完整的生態(tài)系統(tǒng)，讓所有廠商在公平的環(huán)境中競爭，”他解釋道，AMD正在推動真正開放和實際上的標(biāo)準(zhǔn)，讓整個產(chǎn)業(yè)都可以使用。 “時間會證明，開放標(biāo)準(zhǔn)終將獲得勝利，”Macri說，因為軟件開發(fā)人員也希望他們的應(yīng)用程序能在多個硬件廠商提供的平臺上執(zhí)行。 Macri認(rèn)為，所謂的“架構(gòu)時代”(architected era)將包含完整的C++，并使用GPU作為協(xié)處理器。它還涉及統(tǒng)一的一致性地址空間、任務(wù)并行運行、巢狀數(shù)據(jù)并行編程、使用者模式調(diào)度、搶占(pre-emption)和環(huán)境切換等。 “今天，我們開發(fā)的每一種設(shè)備，都受到一定的功率限制，因此，動態(tài)功率平衡是至關(guān)重要的，”他表示。 同樣地，在GPU中使用可尋址存儲器也代表著向前跨出了一大步，Macri說。盡管一致性并不能確保元件執(zhí)行得更快，但卻能讓軟件開發(fā)人員更加專注于他們的領(lǐng)域。 并非取代OpenCL Macri進(jìn)一步指出，HSA也不會取代OpenCL，相反地，HSA將會是為OpenCL最佳化的一種平臺架構(gòu)。“如果你想寫OpenCL，這將會是一種能讓OpenCL執(zhí)行得更好的硬件。” 事實上，在HSA上使用OpenCL將能避免不必要的拷貝，并具備低延遲調(diào)度、改善記憶模型，以及能在CPU和GPU之間分享指針等優(yōu)勢，他說。 此外，HSA也為那些希望能在最后階段進(jìn)行控制并調(diào)整性能的開發(fā)者提供較低層的編程介面，同時，經(jīng)過最佳化的庫也可以選擇這些較低層的介面。 今天的命令和調(diào)度流程步驟都太多了，Macri認(rèn)為這很浪費，因為用了這么多開銷，卻僅能執(zhí)行部份功能。 他指出，在采用HSA之后，應(yīng)用程序便能直接進(jìn)入硬件佇列，不需要多余的驅(qū)動器。“沒有API來處理這些，也沒有核心模式驅(qū)動器，更沒有軟件佇列，只要直接存取硬件就好了，”他解釋道。
但重點是要切換運算，而不是搬移數(shù)據(jù)。今天，所有的處理器都同時執(zhí)行串行和并行內(nèi)核，每個內(nèi)核都應(yīng)該能以不同的性能水平運作，而且也應(yīng)該很容易編程。其架構(gòu)必須能支持以編程模式為基礎(chǔ)的大規(guī)模數(shù)據(jù)集和任務(wù)，但同時維持開放性。
“未來的芯片架構(gòu)路徑非常明確，”Marci說。“這條道路將從建構(gòu)在對稱多處理器(SMP)系統(tǒng)上的可編程模式朝異構(gòu)領(lǐng)域轉(zhuǎn)移。這種架構(gòu)將會是開放的，它將擁有公開規(guī)格和開放源代碼軟件堆疊，異質(zhì)核心將能運用一致性存儲器良好地相互運作，且延遲極低，也不會有軟件相沖問題。 不過，Macri也表示，這個愿景恐怕不會很快來到。 |
