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L’APU de nouvelle génération d’AMD unifie la mémoire CPU/GPU, devrait apparaître dans Kaveri, Xbox 720, PS4

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Depuis qu’il a lancé sa première génération de processeurs « Fusion » avec un GPU et un CPU sur le même die, AMD a parlé de ses plans pour une architecture système hétérogène, ou HSA. Aujourd’hui, la société parle de la prochaine étape de ce processus (et donne quelques indications sur les processeurs qui le prendront en charge). AMD appelle la nouvelle approche hUMA, Heterogeneous Uniform Memory Access, mais la définition de l’entreprise d’UMA et de NUMA est plutôt torturée – à tel point, en fait, que nous allons ignorer le terme.

HSA est une tentative de résoudre un problème de longue date avec les architectures système. Votre GPU, dans un système conventionnel, est un coprocesseur spécialisé avec son propre pool de RAM. Les GPU intégrés peuvent amener le GPU à bord du package CPU ou partager l’accès à la mémoire système locale, mais il existe toujours une délimitation nette entre l’espace de programme GPU et l’espace de programme CPU. Le premier APU d’AMD, nom de code Llano, combinaient essentiellement un CPU et un GPU conventionnels dans un seul die. L’unification des deux composants était une étape majeure, mais le modèle de communication sous-jacent entre eux n’était pas très différent des générations précédentes de cartes mères AMD.

Trinity a fait avancer la balle sur ce front en ajoutant une gestion de l’alimentation partagée et la prise en charge de C++ AMP. Aujourd’hui, AMD parle de la prochaine phase de HSA – l’ajout de pointeurs partagés, d’un modèle de mémoire cohérente bidirectionnelle et d’une mémoire paginable. La façon globale de penser à cette nouvelle génération de prise en charge HSA est qu’elle permet au CPU et au GPU de partager plus facilement des données, d’effectuer des tâches et de communiquer entre eux concernant l’état. de ces tâches.

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CPU et GPU

Même après que Trinity ait amélioré la situation, le chemin entre le CPU et le GPU est plutôt laborieux. Il n’y a pas de moyen propre et simple pour les deux composants d’accéder aux mêmes zones de mémoire. Cette nouvelle génération de capacité HSA corrige cela.

Accès combiné CPU - GPU

Au niveau du système, le passage à un modèle de mémoire hétérogène entièrement cohérent ressemble à ceci :

Avantages AMD HSA

La conclusion ici est que le CPU et le GPU peuvent lire et modifier les mêmes zones de mémoire sans que l’un n’attende l’autre pour gérer la tâche. Cela devrait faciliter le partage des ressources entre les deux – cela élimine la latence de communication et les goulots d’étranglement qui, autrement, feraient du déchargement du GPU une affaire inutilement compliquée.

Quand le verra-t-on ? (Et qu’est-ce que cela signifiera ?)

Interrogé, AMD a déclaré que Kaveri (dû au second semestre 2013) sera la première puce à utiliser ces puces de deuxième génération. HSA Caractéristiques. Les pièces embarquées de la série G annoncées la semaine dernière, basées sur Kabini, ne le seront pas. Je vais prendre des risques et dire que je serais surpris si cette nouvelle technologie n’a pas se présenter dans le Xbox Durango et PS4même si les cœurs graphiques de ces produits sont par ailleurs basés sur GCN.

Pourquoi? Parce qu’il est parfaitement logique que Microsoft et Sony adoptent cette technologie. La possibilité d’échanger des données et de maintenir la cohérence entre le CPU et le GPU est un avantage majeur dans les opérations de la console. Une récente entrevue avec Mark Cerny au Gamasutra semble confirmer que la PS4 utilisera au moins la technologie hUMA d’AMD.

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AMD a même parlé, à un moment donné, de l’idée d’utiliser une puce eDRAM intégrée comme cache pour la mémoire GPU – parlant essentiellement de la structure de mémoire attendue de la Xbox Durango. La citation suivante provient du briefing/séminaire HSA d’AMD :

« Les développeurs de jeux et d’autres programmes de rendu 3D ont voulu utiliser des textures extrêmement grandes pendant un certain nombre d’années et ils ont dû passer par de nombreuses astuces pour emballer des morceaux de textures en textures plus petites, ou diviser les textures en textures plus petites, parce que de problèmes avec le modèle de mémoire hérité… Aujourd’hui, une texture entière doit être verrouillée dans la mémoire physique avant que le GPU ne soit autorisé à en toucher une partie. Si le GPU ne va toucher qu’une petite partie de celui-ci, vous aimeriez n’amener que ces pages dans la mémoire physique et donc pouvoir accueillir d’autres textures volumineuses.

Avec une approche hUMA du rendu 3D, les applications pourront coder beaucoup plus naturellement avec de grandes textures sans manquer de mémoire physique, car seul le jeu de travail réel sera mis en mémoire physique.

Ceci est largement analogue à la prise en charge matérielle de la technologie MegaTexturing que John Carmack a lancée dans Rage.

En supposant qu’AMD lance cette nouvelle capacité dans les deux consoles et son prochain Kaveri, cela signifie que la prochaine génération d’APU de bureau et d’ordinateurs portables grand public sera mieux en mesure d’exploiter à la fois le CPU et le GPU dans une gamme de tâches. Cela se traduira-t-il par une plus grande adoption des APU ? C’est impossible à dire. En théorie, la prochaine génération de GPU discrets tirera également parti de ces capacités, mais bien qu’AMD ait confirmé que c’était probable, elle proposait peu de scénarios d’utilisation.

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Il est possible que nous voyions en conséquence des jeux qui favorisent les solutions AMD, mais si Intel et Nvidia n’adoptent pas des technologies similaires, l’impact réel sur le PC pourrait être limité. Il n’est tout simplement pas clair si HSA s’intègre dans les plans GPGPU à long terme d’AMD. Comme nous en avons discuté dans notre récent article sur les performances de Bitcoin, AMD a largement abandonné l’espace GPGPU, du moins en ce qui concerne la promotion active de ses propres produits. Il existe un certain nombre de cas où le HD 7970 est assez compétitif avec le Titan de Nvidia, mais Nvidia continue d’investir massivement dans CUDA et dans la promotion des produits Tesla, tandis qu’AMD est silencieux.

HSA pourrait être la cheville ouvrière d’une future génération de produits, ou il pourrait trouver une forte adoption dans le monde des consoles, mais une utilité limitée en dehors de celui-ci. Le cas d’utilisation à long terme et l’adoption ne sont toujours pas clairs.

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