AMD首席技術(shù)官：開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)終將獲得勝利

超微(AMD)公司副總裁暨終端部門(mén)CTO Joe Marci 稍早前表示，簡(jiǎn)化平行運(yùn)算的編程，同時(shí)讓軟件工程師能盡情發(fā)展他們的想象力，是這家公司下一個(gè)要追求的圣杯。

在稍早前的 DesignCon 大會(huì)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(jì)師們都能運(yùn)用異質(zhì)系統(tǒng)架構(gòu)(heterogeneous systems architecture, HSA)開(kāi)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 上的平行處理能力，同時(shí)能在更低功耗下提供更高的內(nèi)存存取頻寬。他同時(shí)指出，硬件編程必須更加簡(jiǎn)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(lái)困難重重，但Macri表示，硬件開(kāi)發(fā)人員們并不需要重頭開(kāi)始，因?yàn)閼{借著該公司超過(guò)40年的處理器開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，工程人員可以開(kāi)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(jì)，也將使軟件開(kāi)發(fā)人員能更自由地運(yùn)用硬件來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)?！败浖こ處熅拖袷乾F(xiàn)代的米開(kāi)朗基羅，”他表示，AMD對(duì)HSA架構(gòu)的期許，就是要讓軟件開(kāi)發(fā)人員能更專(zhuān)注地進(jìn)行開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)他們的愿景。

“如果在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中還必須考慮到硬件，將會(huì)抑制這些工程師的創(chuàng)造力或想象力，”他說(shuō)。

當(dāng)然，所謂的‘愿景’也不斷在產(chǎn)生變化，如最近一段時(shí)間以來(lái)，人們與計(jì)算機(jī)的互動(dòng)方式產(chǎn)生了很大改變，如迅速崛起的手勢(shì)觸控等。

You need fixed function lower power and to immerse people in the experience, said Macri, noting that doing so would take incredible amounts of parallelism.

“你需要能在低功耗下執(zhí)行的功能，而且還要為消費(fèi)者提供良好的使用體驗(yàn)，”Macri說(shuō)。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(gè)開(kāi)端，Macri說(shuō)，而未來(lái)的APU則將再納入HSA，他同時(shí)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(jìng)爭(zhēng)，”他解釋道，AMD正在推動(dòng)真正開(kāi)放和實(shí)際上的標(biāo)準(zhǔn)，讓整個(gè)產(chǎn)業(yè)都可以使用。

“時(shí)間會(huì)證明，開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)終將獲得勝利，”Macri說(shuō)，因?yàn)檐浖_(kāi)發(fā)人員也希望他們的應(yīng)用程序能在多個(gè)硬件廠商提供的平臺(tái)上執(zhí)行。

Macri認(rèn)為，所謂的“架構(gòu)時(shí)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)平行運(yùn)行、巢狀資料平行編程、使用者模式調(diào)度、搶占(pre-emption)和環(huán)境切換等。

“今天，我們開(kāi)發(fā)的每一種設(shè)備，都受到一定的功率限制，因此，動(dòng)態(tài)功率平衡是至關(guān)重要的，”他表示。

同樣地，在GPU中使用可尋址內(nèi)存也代表著向前跨出了一大步，Macri說(shuō)。盡管一致性并不能確保組件執(zhí)行得更快，但卻能讓軟件開(kāi)發(fā)人員更加專(zhuān)注于他們的領(lǐng)域。

Macri進(jìn)一步指出，HSA也不會(huì)取代OpenCL，相反地，HSA將會(huì)是為OpenCL最佳化的一種平臺(tái)架構(gòu)。“如果你想寫(xiě)OpenCL，這將會(huì)是一種能讓OpenCL執(zhí)行得更好的硬件。”

事實(shí)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(shì)，他說(shuō)。

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(kāi)發(fā)者提供較低層的編程接口，同時(shí)，經(jīng)過(guò)最佳化的庫(kù)也可以選擇這些較低層的接口。

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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(fèi)，因?yàn)橛昧诉@么多開(kāi)銷(xiāo)，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)入硬件隊(duì)列，不需要多余的驅(qū)動(dòng)器?！皼](méi)有API來(lái)處理這些，也沒(méi)有核心模式驅(qū)動(dòng)器，更沒(méi)有軟件隊(duì)列，只要直接存取硬件就好了，”他解釋道。

但重點(diǎn)是要切換運(yùn)算，而不是搬移資料。今天，所有的處理器都同時(shí)執(zhí)行串行和平行核心，每個(gè)核心都應(yīng)該能以不同的性能水準(zhǔn)運(yùn)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)模資料集和任務(wù)，但同時(shí)維持開(kāi)放性。

“未來(lái)的芯片架構(gòu)路徑非常明確，”Marci說(shuō)。“這條道路將從建構(gòu)在對(duì)稱(chēng)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(huì)是開(kāi)放的，它將擁有公開(kāi)規(guī)格和開(kāi)放原始碼軟件堆棧，異質(zhì)核心將能運(yùn)用一致性?xún)?nèi)存良好地相互運(yùn)作，且延遲極低，也不會(huì)有軟件相沖問(wèn)題。

不過(guò)，Macri也表示，這個(gè)愿景恐怕不會(huì)很快來(lái)到。

編譯： Joy Teng