异构架构浅谈 AMD APU潜力无限引领未来趋势

　　听到异构计算，大家可能都很难与什么具体的事物联系到一起。接下来小编会分四部分为大家深入浅出的讲解异构计算，以及异构计算在与我们生活相关领域的发展。

　　异构计算起源及APU初现

　　大家对异构计算陌生，但一定知道计算机中的CPU和GPU，也就是俗称的处理器和显卡。在以往的认知中，CPU和GPU都是独立的组件，通过增加CPU的内核、时钟频率，来提升计算性能，但毕竟力有时穷，如今CPU遇到了能耗和散热的瓶颈。而GPU只负责处理矢量计算，但它有更多的内核数量和更强大的并行计算能力，开发潜力巨大。面对需求的变高，我们需要更实用、性能更高的计算系统，所以，异构计算出现了。

　　在2006年，AMD完成了对ATI的收购，宣布要把高性能CPU、GPU做到同一颗芯片上，并为这一项目命名为“Fusion”(融聚)，而后又提出了全新的“APU”(加速处理器)概念，这为未来AMD在异构计算领域提出的HSA异构系统架构奠定了基础。

　　AMD明白HSA异构系统架构这条路的艰难，所以制定了四步持续性战略：第一步，物理整合，CPU、GPU集成在一块硅芯片上;第二步，平台优化，增强CPU、GPU之间的互连接口;第三步，架构整合，CPU、GPU内存统一寻址;第四步，架构和系统整合，从硬件到软件完全实现异构计算支持。

　　AMD在2011年推出了第一代APU产品，其中主流的Llano实现了“AMD Steady Video”视频防抖技术，同时，融合HD6000系列GPU，无论性能还是功能都不输给主流级独显，尤其在视频解码和画质增强方面。紧接着，在2012年AMD又在架构平台方面进行了大刀阔斧的改进，包括主流的Trinity APU。

　　AMD APU的真正意义

　　自AMD提出HSA架构设想，HSA的理想模式就是数据会被存放在共用的统一内存中，无论是CPU还是GPU，都可以去统一的内存中调用所需要的数据，并在处理完成后将其存储在统一的内存中。

　　而AMD APU的真正意义就在于，它是HSA架构的有力证明，是CPU和GPU的结合体，不仅擅长数据运算，同时也具备图形功能，含由标量和矢量硬件构成的全部处理能力，为软件开发者带来了前所未有的灵活性，使之能够任意采用最适合的方式开发新的应用，做到真正的1+1>2。

　　Kaveri APU强势来袭

　　Kaveri是AMD最新的APU产品，是AMD在发展HSA方面，乃至整个行业的革命性产品。Kaveri APU的hUMA设计，让CPU和GPU使用统一的内存空间，数据存放于同一处，可以被CPU和GPU同时调用和读取，这就避免了带宽和数据存储的阻隔，效率相比之前的分离式设计就要有了彻底的提升。

　　在应用为王的时代，再厉害的技术也要落到实处。AMD用新的Kaveri APU演示了对JPEG图像解码的加速，由于采用HSA架构，其相比传统CPU加速来说，速度提升最高可达87.3%。

　　2014年，AMD还拿出了另外两个系列的APU产品——Beema、Mullins。其中，Mullins是APU在CPU和GPU融合概念下取得的另一重大突破，能耗比的大幅度提升，与上一代产品相比频率提升超过50%，但散热设计功耗却降低近一半，以极低的功耗实现相当强的均衡计算和图形性能。

　　除此之外，在原有的基础上，全新的APU进一步升级了手势控制，支持多数常用程序的控制，比如Office ppt翻页、图片翻页、音乐播放和视频播放控制等，功能更加强大实用。同时，无线显示、人脸识别等技术，也使APU在应用层面更丰富、更方便、更贴近用户。

　　异构架构引领未来趋势

　　然而，在异构计算领域，HSA不会是终点，除了CPU和GPU之外，会有更多的单元类别加入到这个家庭中来。AMD刚刚宣布了其双架构的战略，自2015年起推出针脚兼容x86/ARM计算的20纳米APU和SoC系列产品，并将全面支持HSA架构，实现x86和ARM的融合。

　　在未来，HSA还有很多困难需要去攻克，但同时也会带来巨大的优势：由于架构的革新，同频下性能将更强;整合新的显示核心将进一步提升3D性能;工艺的进步将使功耗更低。而AMD要做的就是完善软件部分，使更多的编程人员参与到异构计算应用开发中来。

　　支持HSA的应用会更多，支持HSA的APU会给用户带来更加丰富多彩体验。无论是处理图片、影音，还是运行大型的游戏，HSA都有无限的用武之地。