CPU和GPU真融合 APU異構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)解析
HSA用一句話來概括就是：一種智能計(jì)算架構(gòu)，通過無縫地分配相應(yīng)的任務(wù)至最適合的處理單元，使CPU、GPU和其他處理器和諧工作在單一芯片上。
上一代APU雖然已經(jīng)將CPU和GPU無縫融合在了一起，但并沒有實(shí)現(xiàn)“分配相應(yīng)的任務(wù)至最適合的處理單元”，這就是HSA架構(gòu)的精髓，也是AMD未來APU想要努力實(shí)現(xiàn)的方向。
HSA系統(tǒng)的幾大特性：
1. 任何處理單元的數(shù)據(jù)可以輕易地被其它處理單元所訪問；
2. 異構(gòu)計(jì)算不僅包括GPU，還包括其它專用處理單元或協(xié)處理器；
3. 編程人員不用知道程序在什么處理單元上運(yùn)行；
4. GPU和其它處理單元無縫訪問虛擬內(nèi)存，解決數(shù)據(jù)搬遷瓶頸，數(shù)據(jù)無需復(fù)制。
HSA成功的一個(gè)關(guān)鍵是最小化應(yīng)用程序移植的代價(jià)。從過去的經(jīng)驗(yàn)來看，要求軟件供應(yīng)商修改代碼以適應(yīng)新的硬件的這種做法充其量只能獲得有限度的成功。對(duì)于廠商專有解決方案就更是如此了。要成為主流技術(shù)，必須降低使用者的門檻。這就是HSA的設(shè)計(jì)思路。HSA解決方案為應(yīng)用程序員提供了硬件、接口、通用的中間語言和基本的運(yùn)行時(shí)環(huán)境，封裝并隱藏了內(nèi)存一致性，任務(wù)調(diào)度管理等等復(fù)雜的底層細(xì)節(jié)。
我們的系統(tǒng)中會(huì)有很多處理器、音頻處理器、視頻處理器、固定功能加速器，圖形信號(hào)處理器等，很多時(shí)候這些處理器都是需要協(xié)同工作的，實(shí)際上在異構(gòu)系統(tǒng)當(dāng)中已經(jīng)變成可能，由完全一致性的共享內(nèi)存使整個(gè)處理器的各個(gè)子系統(tǒng)一次性的可見變成一種可能。HSA架構(gòu)下，GPU也是支持C++的，最重要的是CPU指針，在現(xiàn)在操作系統(tǒng)當(dāng)中，內(nèi)存實(shí)際上是通過虛擬內(nèi)存的管理來實(shí)現(xiàn)的，實(shí)際上在異構(gòu)系統(tǒng)當(dāng)中最重要的變化是這種配置是全局可見的，在未來GPU將變成可搶占性的，意味著操作系統(tǒng)是可以參與調(diào)配的。
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