相較而言，2010年的多核產(chǎn)品線并不是Chekib Akrout介紹的重點，由此可以看出AMD對于2011年的重視，并也預(yù)示著2010年將是多核與GPU/CPU核心異構(gòu)混合的分水嶺，意義重大。

CPU性能發(fā)展的三個階段

AMD高級副總裁兼技術(shù)事業(yè)部總經(jīng)理Chekib Akrout先生近日專程來華，介紹了AMD未來一兩年內(nèi)的產(chǎn)品與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，而這其中的重點就是AMD一直所在推崇的融聚技術(shù)（Fusion）以及新一代的x86核心，相較而言，2010年的多核產(chǎn)品線并不是Chekib Akrout介紹的重點，由此可以看出AMD對于2011年的重視，并也預(yù)示著2010年將是多核與GPU/CPU核心異構(gòu)混合的分水嶺，意義重大。

AMD高級副總裁兼技術(shù)事業(yè)部總經(jīng)理Chekib Akrout先生

在AMD看來，CPU性能的發(fā)展正在進入第三個階段，即異構(gòu)系統(tǒng)時代，前兩個階段分別是單核心與多核心時代

對于CPU的三個發(fā)展階段，Chekib Akrout表示，第一個時代我們稱之為單核時代，一切重點都是放在主頻頻率，希望它越來越快，性能越來越強。但隨著功耗和復(fù)雜性要求越來越高，它已處于飽和狀態(tài)。為了進一步解決增加性能的問題，我們進入到一個多核時代，在多核時代，我們希望可以增加很多內(nèi)核，這樣每個核就可以給我們帶來更多性能的提升。但由于復(fù)雜性不斷提高，這個時代也慢慢飽和。比如一個四核處理器，一般情況下有時候只是第一第二核工作時間多，第三、第四核并不工作。

而現(xiàn)在AMD所在做的事情，就是進入第三階段，異構(gòu)系統(tǒng)時代。Chekib Akrout指出，在這個時代我們增加了很多不同的計算單元，希望能夠提高性能，希望獲得很多數(shù)據(jù)并行，但它需要很多的計算單位，編程成為最大的制約因素。在這個新時代中，AMD處于曲線開端，因此（有很大的發(fā)展空間）今后將會給我們帶來更多提高性能的機會。

AMD的融聚產(chǎn)品規(guī)劃與優(yōu)勢

在介紹完CPU的發(fā)展階段后，我們可以再從工作量上看看CPU與GPU的應(yīng)用。縱觀當前的客戶應(yīng)用形態(tài)，在視頻、圖形計算工作的負載方面，視頻用得比較多。舉個例子，現(xiàn)在視頻已經(jīng)占了整個互聯(lián)網(wǎng)用戶三分之一的流量。AMD如何通過自己的融聚技術(shù)滿足目前大家所需要的現(xiàn)代工作負載要求呢？首先我們有x86技術(shù)，還有GPU技術(shù)。我們知道x86技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)非常成熟，用于CPU的軟件產(chǎn)品也非常成熟。所有的編程人員都知道如何根據(jù)它進行編程，同時有非常好的程序序列。從GPU來講，也非常出色，負載優(yōu)化，兩者結(jié)合才使我們迎來了融聚時代。

AMD的APU戰(zhàn)略構(gòu)想，以CPU為基礎(chǔ)，融合進GPU巨大的并行計算能力，從而滿足未來的緊湊、小巧、低功耗、高性能的用戶需求

那么，有了CPU和GPU，如何結(jié)合起來打造融聚技術(shù)呢？GPU是針對固定功能，主要是圖形處理。但隨著技術(shù)不斷發(fā)展，也越來越有可編程性。CPU本身就具有很高的可編程性，隨著演變發(fā)展，也可以承擔一些GPU的工作。當我們的GPU編程性越來越高，當CPU密度越來越大，就有可能把兩者結(jié)合起來，Chekib Akrout強調(diào)，這就是去年年底AMD為什么宣布了第一款融聚技術(shù)，我們稱之為LIano。有了這種集成能力，我認為CPU、GPU不斷密切配合，就可以獲得更大的計算密度。有了非常好的計算密度，我們就可以搞出非常好的編程模型，讓開發(fā)人員開發(fā)出新的應(yīng)用，充分利用我們的架構(gòu)。

AMD的APU未來規(guī)劃，簡而言之，APU就是集成了CPU與GPU優(yōu)勢的產(chǎn)物

現(xiàn)在有了異構(gòu)計算環(huán)境，那么如何打造融聚計劃呢？我們知道CPU越來越定制化，GPU的密度非常大。目前GPU開發(fā)速度一般比CPU開發(fā)速度快一些，GPU有時候一年可以推出新產(chǎn)品，而CPU通常要一、兩年的時間。Chekib Akrout再次強調(diào)——為了進一步向前推進我們的融聚技術(shù)和APU技術(shù)，必須有最好的CPU和GPU技術(shù)，目前只有AMD才兼有這兩種技術(shù)。對于這一點，并不難理解，筆者也基本認同。英特爾的CPU實力很強，但GPU方面還沒有拿得出手的高性能產(chǎn)品。NVIDIA在GPU方面很強，其CUDA核心與編程架構(gòu)，在HPC（高性能計算）領(lǐng)域還是很出名的，不過由于沒有CPU產(chǎn)品線，NVIDIA的方案也必須建立在英特爾或是AMD的CPU平臺上，畢竟GPU現(xiàn)在還不能當CPU使，運行操作系統(tǒng)。而且，在DX11時代，NVIDIA的進度也明顯落后于AMD。所以，現(xiàn)在如果要拿出最好的CPU與GPU核心進行整合，也只有AMD能做到了。

AMD融聚技術(shù)產(chǎn)品設(shè)計方法，在設(shè)計之初就將CPU的IP核與GPU的IP核進行統(tǒng)一的考慮，并通過新一代的統(tǒng)一融聚內(nèi)存控制器來滿足具體的數(shù)據(jù)請求帶寬，并設(shè)計出最終的APU

說到這，可能有些讀者會問，英特爾不是已經(jīng)有了這種所謂的CPU+GPU的整合產(chǎn)品了嗎？那么AMD的APU的優(yōu)勢又體現(xiàn)在哪里呢？其實，只要看看兩者的架構(gòu)，就能明顯看出其中的不同。

英特爾目前已經(jīng)推出了集成GPU的32nm的Clarkdale處理器（隸屬Westmere家族），它通過MCP（多芯片封裝）技術(shù)，將CPU單元與GPU單元封裝在一起，但并不是在一塊晶圓上原本設(shè)計的，而從內(nèi)部的結(jié)構(gòu)來看，內(nèi)存控制器移到了GPU單元上，GPU與CPU采用MCP接口相連，顯然這與AMD的APU設(shè)計理念完全不同，這種設(shè)計雖然保證了GPU的效率，但對于CPU的性能將會產(chǎn)生較大的影響，這也就是“非原生”設(shè)計的一大弊病，并不能充分發(fā)揮CPU與GPU整合的威力。英特爾推出這款產(chǎn)品的本意其實更注重于平臺成本的節(jié)省，而不是性能的提升

 

AMD的APU設(shè)計，從整合上看就是一體的，GPU與CPU在這里可以看做是不同的處理單元，而對外的接口，包括內(nèi)存以及I/O則是統(tǒng)一的，這就意味著GPU與CPU核心可以共享內(nèi)存和I/O地址空間，這對于編程和系統(tǒng)優(yōu)化來講，是非常誘人的。即使是數(shù)據(jù)傳輸效率，也提升明顯。比如在以往的架構(gòu)中（左上角），GPU要訪問主內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，需要走PCI-E總線經(jīng)北橋與CPU溝通，CPU再把內(nèi)存數(shù)據(jù)發(fā)送給GPU，這樣的操作效率可想而知，而在APU中，CPU與GPU單元的尋址可以在APU內(nèi)部進行調(diào)度，效率明顯提高。相比之下，英特爾的Clarkdale處理器雖然也集成了GPU芯片，但從尋址方式上仍然是傳統(tǒng)的，效率方面不可同日而語

不過，GPU與CPU的融合有一個巨大的挑戰(zhàn)就是能耗的管理和散熱設(shè)計，對此Chekib Akrout表示認同，這也是AMD目前的研發(fā)重點，而大體的做法和CPU的能耗管理方法差不多，即不用的核心與功能單元就休眠，要用到時才重新打開，不過這涉及到對GPU多核心的精細調(diào)整與控制。

在介紹完CPU和GPU架構(gòu)融合之后，現(xiàn)在要看看軟件編程。我們知道有了CPU、GPU，就可以根據(jù)不同的線程決定去向，如果按序列進行就往CPU走，如果需要并行就往GPU走。實際上OpenCL和DirectX Compute都是旨在CPU和GPU的并行開發(fā)，這也是支持融聚技術(shù)發(fā)展的第一步。

AMD的融聚產(chǎn)品在軟件編程方面，主導(dǎo)兩個標準，即OpenCL與DirectX Compute，在這兩者中，AMD都是積極的標準制作的參與和貢獻者，而AMD自己的Stream SDK也將向業(yè)界標準靠攏

現(xiàn)在我們看看軟件堆棧，最底下的是硬件，再上面是OpenCL和DirectXCompute，可以讓設(shè)計人員充分利用我們的架構(gòu)做工作。再上面的堆棧是所謂的中間件、編譯器、調(diào)試器、剖面儀等等，可以讓技術(shù)人員在不需要了解我們技術(shù)特性的情況下，繼續(xù)開發(fā)新的內(nèi)容。有了軟件堆棧后我們就要對負載進行非常好的平衡。Chekib Akrout表示，從目前來看，只有AMD公司才有最佳的CPU、GPU軟件堆棧和硬件，并幫我們把CPU和GPU的負載平衡起來。

AMD所設(shè)想的異構(gòu)計算的軟件生態(tài)系統(tǒng)，可以看出基礎(chǔ)的硬件核心就是AMD的融聚產(chǎn)品，那當然也包括獨立的CPU與GPU所組成的系統(tǒng)，再往上就是標準化的OpenCL與DirectX Compute通用編程環(huán)境，在此基礎(chǔ)上開發(fā)者來開發(fā)面向用戶的最終應(yīng)用，而這些應(yīng)用也將具備CPU與GPU負載均衡的能力

在介紹中，我們能感覺到AMD對于OpenCL和DirectXCompute的看重，而自己的Stream SDK已經(jīng)放到相對次要的位置，這與NVIDIA大力宣傳自己的CUDA編程架構(gòu)有了明顯不同。因此Chekib Akrout一直在強調(diào)在編程環(huán)境方面的開放性，在他看來，CUDA雖然很強大，但是一個封閉的環(huán)境，而開放的環(huán)境則對于用戶更為友好，因此AMD也積極的加入到這兩個標準的開發(fā)中。這么說其實并不難理解，畢竟OpenCL和DirectX Compute其實已經(jīng)是APU能否成功的一大關(guān)鍵所在。

新一代的x86核心 高端與APU模塊兩手抓

在介紹完APU的理念與未來的設(shè)計構(gòu)想之后，Chekib Akrout又介紹了AMD推出的兩款最新的x86核心。一個是Bobcat主要是低功耗、低成本，瞄準低端市場的產(chǎn)品。另一個則是Bulldozer，它針對的是高性能、可擴展性比較高的市場，主要面向主流客戶和服務(wù)器市場。

下面為大家介紹一下Bobcat，Bobcat這種核心非常小巧、高效，而且功耗非常低，能夠在低于一瓦的情況下工作。Bobcat以不到目前處理器核心一半的面積實現(xiàn)了當前主流處理器90%的性能。這款核心將在2011年隨著我們代號為Brazos的筆記本APU問世而同時問世。它的設(shè)計非常靈活，高度可合成，可重新組合CPU使用。

Bobcat核心示意圖，采用極低功耗設(shè)計是它的重點，并且是面向APU的CPU架構(gòu)設(shè)計，便于模塊化的融合，而它的第一個應(yīng)用場合就是面向筆記本電腦市場的APU——Brazos平臺

而另一款高端處理器核心Bulldozer，而是面向高性能應(yīng)用市場。通過緊密相連的兩個核心共享資源，從而極大的提高了效率。Bulldozer每條并行的線程獨享一個專用的整數(shù)核心，具有可獨享或共享的浮點單元，并共享緩存。另外，在處理器的生產(chǎn)技術(shù)中采用了高K金屬柵級的32納米SOI技術(shù)，2011年上市，在臺式機和服務(wù)器上使用。Bulldozer有兩個執(zhí)行單元，但可以共享一個浮點的調(diào)度程序，使它可以更好地對資源進行優(yōu)化。

我們可以從以上兩張圖上能看出AMDAPU的發(fā)力點，2011年將在高端桌面市場推出基于Bulldozer核心的Scorplus平臺，屆時的CPU成品代號Zambezi，而在主流桌面市場將推出Lynx平臺，采用的就是LIano處理器，而在高端的筆記本電腦市場，將推出Sabine平臺，采用的也是LIano APU，在超輕薄與上網(wǎng)本市場上則推出Brazos平臺，采用的也是APU，代號為Ontario，CPU核心就是Bobcat。不過我們還不清楚LIano所采用的CPU核心（共4個核心）還不知道具體的版本，很可能是現(xiàn)有的Phenom核心的演進版

從AMD的未來規(guī)劃中，我們也能發(fā)現(xiàn)，在面向高端應(yīng)用場合，仍然是以純CPU為主導(dǎo)，APU更多的是面向消費類市場。這是因為，消費類市場的應(yīng)用與APU的優(yōu)勢相吻合，比如視頻、動畫、3D等多媒體應(yīng)用是消費類市場的主流，在這里APU肯定就有大量的用武之地，而現(xiàn)在的OpenCL與DirectX Compute也主要是面對這一市場，在企業(yè)級市場上，傳統(tǒng)的企業(yè)級應(yīng)用，如ERP、CRM、E-Mail、Web服務(wù)、數(shù)據(jù)庫等等，由于不是大規(guī)模的并行應(yīng)用，所以APU的加速功能可能還不如更多核心的純CPU快。所以這也是為什么AMD對于企業(yè)級市場和高端桌面市場先推出基于Bulldozer核心的純CPU的原因，而Chekib Akrout也表示，再往后，AMD肯定會推出以Bulldozer核心為基礎(chǔ)的企業(yè)級APU，當然屆時的企業(yè)級應(yīng)用的APU生態(tài)環(huán)境也必然相對的成熟很多。

不過，Chekib Akrout強調(diào)，LIano也將會有企業(yè)級產(chǎn)品，它將面向云計算，因為云計算所涉及到的數(shù)據(jù)處理內(nèi)容也包羅萬象，而多媒體也將是云計算中重要的內(nèi)容類別，而這正是APU的強項，所以APU在企業(yè)級方面最先的發(fā)力點將是云計算。

Chekib Akrout最后總結(jié)到，AMD為現(xiàn)代的工作負載提供合適的產(chǎn)品，包括視頻、圖形處理。AMD在APU方面具有影響深遠的遠見，因為我們認為APU就是未來計算的代表。融聚技術(shù)和異構(gòu)計算環(huán)境，不僅僅只關(guān)乎硬件，其中還涉及軟件。我們不僅有非常好的GPU路線圖可以不斷推向市場，同時還有最好的x86內(nèi)核技術(shù)！

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本文標題：AMD：2011年是融聚元年!

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