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2014-05-29 00:15 出处:PConline原创 作者:Fison 责任编辑:chenzhangwu

  【PConline 应用】2006年收购了ATI后,AMD一直处于双线作战的状态,在与IntelCPU竞争以及与NVIDIAGPU竞争中疲于奔命,在性能竞争中总给人一种落后的感觉。当然AMD早就知道自身先天环境的不足,所以更倾向将CPU与GPU进行融合,实现1+1不止于2的效果。APU回应双线竞争的利器,直接将入门级独显宣判死刑,这就出自AMD之手。

统一寻址
还需要显存吗?最新APU内存统一寻址解析

  但是,融合处理器仅能在整合市场发挥一下,在高性能竞争中依然是被动的,那么AMD还有什么秘密武器呢?那就是统一内存空间寻址。

 

八年磨一剑:异构计算终实现

统一寻址
APU是将CPU、GPU整合的处理器

  如果APU只是CPU、GPU的简单物理整合吗,那就大错特错了。AMD一直宣传APU不仅仅是CPU与GPU的整合,更是更是深层次的融合,而实现这种融合的关键之一就是CPU、GPU的统一内存空间寻址。

统一寻址
CPU单元和GPU单元分别控制着各自的内存区域

  在HSA架构诞生之前,CPU单元和GPU单元分别控制着各自的内存区域,当CPU和GPU交互数据时,需要将自身内存区域中现有的数据复制一份到对方的内存区域中,这样在无形中降低了平台的工作效率。AMD认为,现在的CPU发展已经遇到了瓶颈,传统CPU架构决定了它无法在并行运算上做出更大的贡献。

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一代APU强调的只是1+1

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二代APU在性能上进行增强而不是异构上

  第一、二代的APU,就是使CPU与GPU单元之间的传输通道由PCI-E总线升级成速度更为理想的内部总线,有效的降低了传输过程中的数据延迟,虽然没有从根本上解决CPU与GPU的数据共享问题,但却为HSA的出现奠定了重要基础。

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第三代APU终于将异构体系完全建立起来

  第三代的Kaveri APU,是AMD首款正式全面支持异构体系(Heterogeneous System Architecture,简称HSA)的产品,彻底实现统一寻址。CPU、GPU之间就可以有通用的用户调用,并共享数据,从而避免相互的数据拷贝和带宽浪费,也摆脱对高内存频率的依赖,为二者的更进一步融合奠定坚实的基础。无论是3D图形性能还是并行计算性能,都会因此上一个台阶。

 

“CPGPU”的钥匙:hUMA

   要实现CPU与GPU的数据自由互访,功臣就是hUMA也就是异构统一内存空间寻址。

统一寻址
hUMA简单来说就是GPU可直接访问CPU的内存

  统一内存空间寻址就如一个连贯快取的系统,让CPU和GPU能共享同一个内存空间,让CPU和GPU在内存上看到的数据都能维持一致,如果其中一方上的数据改变,即便旧数据经过快取,另一方还是能看到经改变的数据。

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CPU和GPU能共享同一个内存空间

  透过统一内存空间寻址,CPU和GPU能共享同一个存储空间,并且CPU能够直接存取GPU的存储位址,不必像过去得花工夫再将GPU的运算资料复写到CPU上。数据不再需要在CPU与GPU间搬移,GPU可直接访问CPU的内存,效率大为提高。当CPU读写资料时,GPU也能同时读写资料。

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hUMA的特性

  统一内存空间寻址也能用在CPU的需要配置虚拟内存(demand-paged virtual memory)上。当GPU要存取写在磁盘上的位置时,CPU就能让操作系统去寻找,并加载相关的数据进内存中。

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