AMD APU的殺手锏：HSA異構(gòu)為應(yīng)用加速
泡泡網(wǎng)筆記本頻道3月25日 在很多人眼里，AMD APU就是把傳統(tǒng)處理器、顯卡更好地整合在一起而已，事實(shí)上APU遠(yuǎn)不止這么簡(jiǎn)單，或者說這僅僅是它的初級(jí)工作而已。AMD早在八年前收購ATI的時(shí)候就提出了“融合”(Fusion)的概念，目標(biāo)就是將一直相互隔離的CPU、GPU完全融合在一起，為系統(tǒng)、應(yīng)用來加速——所以才叫做“加速處理器”(Accelerated Process Unit)。
如今經(jīng)過多年多代產(chǎn)品的發(fā)展，在最初融合理念的基礎(chǔ)上，AMD又祭出了全新的殺手锏“HSA”(異構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu))。這是AMD APU多年積累而來的一個(gè)全新里程碑，主要是通過實(shí)現(xiàn)CPU和GPU的內(nèi)存統(tǒng)一尋址，達(dá)到一個(gè)新的高度。
代號(hào)為“Kaveri”的 APU就是最新的結(jié)晶，也是有史以來最為強(qiáng)大的AMD APU，身上光環(huán)無數(shù)：首次采用GlobalFoundries 28nm新工藝制造、首次集成壓路機(jī)(Steamroller) CPU架構(gòu)、首次在A系列中集成GCN GPU架構(gòu)、首次真正引入了HSA。
HSA其實(shí)就是AMD最初提出的Fusion融合理念，只不過是更為正式、更能凸顯其核心特性的名稱，而且這不僅僅是AMD一家的技術(shù)，更是得到了ARM、Imagination、聯(lián)發(fā)科、德州儀器、三星、高通、甲骨文、索尼、LG電子、博通、Marvell、威盛、意法半導(dǎo)體、Ubuntu、模擬器件等等這些行業(yè)巨頭以及清華大學(xué)等學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的鼎力支持，還共同組建了HSA基金會(huì)來推動(dòng)異構(gòu)計(jì)算事業(yè)的發(fā)展。
經(jīng)過幾年的鋪墊，Kaveri APU第一次將HSA從理論化為了現(xiàn)實(shí)，不但集成了最多12個(gè)計(jì)算核心，還帶來了兩個(gè)重要的異構(gòu)計(jì)算特性：首先是hUMA，即異構(gòu)統(tǒng)一內(nèi)存尋址，CPU、GPU第一次可以真正地共享整個(gè)內(nèi)存空間，任意互相訪問，且動(dòng)態(tài)分配資源；其次是hQ，即異構(gòu)隊(duì)列，CPU、GPU可以平等、靈活地創(chuàng)建、分派工作負(fù)載。
拋開復(fù)雜的技術(shù)，直白點(diǎn)說就是：CPU、GPU從此真正成為一家人，可以齊心協(xié)力地一起干活了，而且都能發(fā)揮出自己最擅長的本事。
當(dāng)然，再強(qiáng)的技術(shù)也要轉(zhuǎn)換為實(shí)用才有價(jià)值，這方面APU絲毫不是問題。這些年，GPU硬件加速已經(jīng)成為潮流，APU更加強(qiáng)大的地方則在于，它不僅僅能在需要的時(shí)候調(diào)動(dòng)GPU加速，更能讓CPU、GPU攜起手來，分別執(zhí)行各自效率最高的任務(wù)，共同做到最大程度的加速。
第一代APU發(fā)布的時(shí)候，這種應(yīng)用只有幾十款，到了第二代就已經(jīng)迅速增加到幾百款，如今更是突飛猛進(jìn)、與日俱增，而且涵蓋了各種領(lǐng)域，包括圖像處理、視頻編輯、音頻處理、攝影處理、編碼解碼、加密解密、壓縮解壓、物理加速、圖文辦公、語音識(shí)別輸入、手勢(shì)識(shí)別控制、視頻會(huì)議、影視游戲，等等等等。
這些領(lǐng)域的諸多應(yīng)用，都已經(jīng)、正在和即將針對(duì)AMD APU處理器、HSA異構(gòu)架構(gòu)進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化，雙方彼此完美配合，無論工作、娛樂還是生活都能從中獲得最高的效率。舉幾個(gè)簡(jiǎn)單的例子：
Corel AfterShot Pro：為高級(jí)攝影師提供照片和圖像的管理、編輯，以及RAW照片導(dǎo)入
LibreOffice：應(yīng)用廣泛的微軟Office替代辦公套件，用戶超6000萬
X265 HEVC：4K超高清視頻編碼、解碼
rabbit：可與朋友進(jìn)行社交聊天、觀看電影、玩游戲、聽視頻教程
Dragon Notes：語音識(shí)別和輸入
eyesight：使用標(biāo)準(zhǔn)相機(jī)實(shí)現(xiàn)手勢(shì)識(shí)別和控制
暴風(fēng)影音：國內(nèi)第一大視頻播放器
為了發(fā)展壯大HSA異構(gòu)事業(yè)、鼓勵(lì)和推動(dòng)更多應(yīng)用投身其中，AMD還貼心地為開發(fā)人員提供了一整套的開發(fā)解決方案，從開發(fā)工具、編程語言、優(yōu)化庫、一體化開發(fā)包、在線資源、開發(fā)者論壇等各方面提供全方位的支持與服務(wù)，任何已有和新應(yīng)用都可以輕輕松松地利用HSA讓自己舊貌換新顏。每一年，AMD都還會(huì)召集業(yè)內(nèi)廠商、專家，共同舉辦開發(fā)者峰會(huì)，共同推進(jìn)HSA的應(yīng)用和普及。
這其中最激動(dòng)人心的是，由于HSA 實(shí)現(xiàn)了CPU、GPU的內(nèi)存統(tǒng)一尋址，再也不用分別針對(duì)CPU、GPU進(jìn)行單獨(dú)編程，從而可以大大簡(jiǎn)化軟件開發(fā)者的工作，有助于開發(fā)者開發(fā)出能更好地利用GPU運(yùn)算性能和資源的加速應(yīng)用。在以前，CPU和GPU在開發(fā)上是完全獨(dú)立的，各自使用不同的語言，各自有不同的內(nèi)存空間，無法統(tǒng)一編程，無法充分挖掘GPU的潛能，現(xiàn)在HAS完美解決了這個(gè)問題。
可以預(yù)料，未來支持HSA的應(yīng)用會(huì)更加豐富多彩，無論是小白用戶做個(gè)美圖，還是專業(yè)人士進(jìn)行影音處理，或者是大型機(jī)構(gòu)執(zhí)行高性能科學(xué)計(jì)算，HSA都有無限的用武之地。
APU合理的設(shè)計(jì)和優(yōu)秀的技術(shù)，搭配逐漸完善的軟件及應(yīng)用，勢(shì)必會(huì)有越來越多的用戶體驗(yàn)到HSA異構(gòu)架構(gòu)的獨(dú)特魅力，給整個(gè)計(jì)算行業(yè)都帶來顛覆性的變化。
值得一提的是，Kaveri APU仍然分為兩步走，目前已經(jīng)發(fā)布的是桌面版本，面向筆記本移動(dòng)平臺(tái)的更多產(chǎn)品即將推出。雖然對(duì)此還沒有非常明確的情報(bào)，但可以從已有產(chǎn)品中推測(cè)一二。
桌面版的Kaveri APU集成了最多12個(gè)計(jì)算核心，包括四個(gè)CPU核心、八個(gè)GPU陣列，主頻最高可達(dá)4GHz，而熱設(shè)計(jì)功耗最高95W。相比上一代，CPU/GPU的規(guī)格都有了突飛猛進(jìn)的提升，計(jì)算能力大大加強(qiáng)，但是功耗卻降低了，這當(dāng)然得益于28nm新工藝和架構(gòu)上的優(yōu)化。
筆記本對(duì)于功耗、發(fā)熱量更加敏感，新工藝、新架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)也必將發(fā)揮得更加明顯，因此可以預(yù)見，Kaveri APU不但能帶來能耗比更高的移動(dòng)之“芯”，極大提升筆記本的工作和娛樂性能，更有望在電池續(xù)航方面帶來驚喜。
總之，無論對(duì)于編程開發(fā)，還是對(duì)于用戶體驗(yàn)，HSA都是一次突破性的革命。實(shí)現(xiàn)了CPU和GPU內(nèi)存統(tǒng)一尋址之后，編程和開發(fā)將變得輕而易舉，硬件資源和性能也將得到全方位的挖掘和釋放，從而給各行各業(yè)的用戶帶來更優(yōu)秀的加速體驗(yàn)，這想想就讓人激動(dòng)不已。
最后再來看看國外權(quán)威硬件媒體是如何評(píng)價(jià)Kaveri APU尤其是HSA的吧：
AnandTech：Kaveri最終兌現(xiàn)了2006年收購ATI時(shí)的承諾。AMD終于帶來了真正融合的APU/SoC，同時(shí)將CPU、GPU作為一等公民對(duì)待，允許開發(fā)者挖掘兩種處理器，互相協(xié)作解決復(fù)雜問題、促成全新體驗(yàn)。在能同時(shí)用到CPU、GPU的測(cè)試中，Kaveri看起來棒極了，完全是HSA所保證的那樣。
Tom’s Hardware：AMD在推動(dòng)機(jī)構(gòu)計(jì)算方面的努力值得鼓掌，為多個(gè)市場(chǎng)領(lǐng)域、硬件廠商、開發(fā)人員以及無數(shù)終端用戶帶來了無盡好處。即便是Intel大大增強(qiáng)了自己處理器的圖形性能，驅(qū)動(dòng)程序?qū)τ谟?jì)算的支持也在加強(qiáng)，AMD仍然是最值得贊賞的，尤其是在OpenCL推廣方面。
ExtremeTech：我們看到了(HSA)特定能力的展現(xiàn)，這是Intel怎么優(yōu)化也做不到的。這些初期跡象表明，HSA可以大幅度地加速特定操作。如果HSA應(yīng)用都能像我們?cè)贚ibreCalc里看到的那樣加速，那么AMD APU的遠(yuǎn)景未來是光明的?！?
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