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Kaveri的得与失
  • 2014-1-8 11:41:56
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:陈扬轶
  • 作者:
【电脑报在线】作为今年AMD必然要重点推广的产品,Kaveri APU承担着销售以外的很多责任。可能对于大部分人来说,这款APU没有和FM2+接口的主板一起推出,是一件颇为搞笑的事情,但是如果从前前后后Kaveri在架构规格上的变动来看,AMD显然也是在做着思想上的挣扎。对于AMD而言,Kaveri作为异构架构的重要产品,在技术领域以及市场领域上到底该如何定位,才是真正头疼的事情。下面我们从Kaveri一些重要的技术特点来分析,其中或许能让我们更清晰地认识到这款APU。


  作为今年AMD必然要重点推广的产品,Kaveri APU承担着销售以外的很多责任。可能对于大部分人来说,这款APU没有和FM2+接口的主板一起推出,是一件颇为搞笑的事情,但是如果从前前后后Kaveri在架构规格上的变动来看,AMD显然也是在做着思想上的挣扎。对于AMD而言,Kaveri作为异构架构的重要产品,在技术领域以及市场领域上到底该如何定位,才是真正头疼的事情。下面我们从Kaveri一些重要的技术特点来分析,其中或许能让我们更清晰地认识到这款APU。


真正的“异构”先锋
  AMD谈异构计算已经有不少年头了,从APU开始,AMD显然就极力想把CPU和GPU更好地融合在一起。如果说以前的APU仅仅是一种铺垫,或者因为技术和市场而不得不妥协的话,那么新一代APU——Kaveri,无疑将是AMD在异构之路上走出的重要一步。
  
  这里再多谈Kaveri的规格意义不大,频率、缓存永远只是技术架构之后的产物。我们更多要想的是Kaveri这款APU对于AMD甚至是整个业界的意义,从这一点来看,或者HAS架构永远要比单独去谈Kaveri的CPU或者GPU有多强的意义要大得多。
  
  关于HSA架构,这是AMD从Fusion融合架构上提升而来的一个说法,全称为Heterogeneous System Architecture,即异构系统架构。这个架构实际上着重的就是GPU和CPU的异构计算。AMD认为传统的CPU发展已经到了瓶颈,无法在并行运算上再有突破,而CPU+GPU运算就能很好地解决这个难题,GPU作为一个多重单位运算体系,在并行计算上有得天独厚的优势,通过CPU与GPU的结合让串行工作与并行工作协调处理,将大幅度提高计算机的计算能力。

  
  HAS异构架构将处理器和GPU完美地联动在一起

  在HSA产品计划中,第一款使用HSA架构的APU就是Kaveri,它使用Steamroller的CPU加上GCN核心的GPU。这里我们无需去担心这款APU在CPU和GPU的性能上有多强,如果单独分裂来看, Intel和独显都不屑一顾。但如果是从一个整合的架构而言,Kaveri的确是开创了异构计算产品的一个先河,是AMD在技术领域以及产品领域的一个重要里程碑。


革命性的hUMA技术
  UMA技术我们并不陌生,内存统一寻址这玩意已经在很多设备以及硬件上使用,包括之前的多核心处理器、APU、集显系统甚至是游戏主机,比如 Xbox 360。而在HAS架构中,最关键的则是hUMA,一种将CPU和GPU更加紧密结合起来的革命性技术。
  
  在过去,即便GPU和CPU已整合到同一个芯片上(GPGPU技术),芯片在运算时要定位存储的位置仍然得经过繁杂的步骤,这是因为CPU和GPU的数据储存区相互独立仍然,当CPU程序需要在GPU上进行部分运算时,CPU必须将存储区上的所有的资料复制到GPU的存储上,而当GPU上的运算完成时,这些资料还要再复制回到CPU存储。这些步骤都会不断耗费时间以及降低程序处理的效率。
  
  而在hUMA技术里,CPU和GPU能共享同一个内存存储空间,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。这使得CPU和GPU之间互相交换资料的步骤显得简单直接,最大的好处就是工作效率提升,相应速度加快,同时还能解决硬件强行分配资源所造成的浪费。通过hUMA,无论是CPU还是GPU,所有的计算核心都将共享一个单一的内存地址空间,并且CPU或GPU中任意一个处理单元做出的更新,对其他所有处理单元均可见。可以说hUMA技术完全解决系统中不同种类计算核心在读取和访问内存之间的障碍,彻底将CPU和GPU绑在了一起。

 

  
  hUMA的工作模式
  事实上,如果可能的话,Kaveri会因为hUMA技术在性能上获得极大的提升,之所以说是“可能”,那是因为HSA架构同样需要软件支持,这意味着在现阶段,Kaveri的性能在现有民用系统和软件中不可能出现质的飞跃,到最后它的表现还是只取决于处理器和图形核心的单独性能,哪怕是采用压路机,我们也不必对它的性能有着不切实际的期盼。
  
  但必须要指出的是,如果在未来,民用的系统和软件能够对HSA架构进行支持,那么AMD的异构产品将会迸发出极大的威力。其实这并不算困难,HAS架构本身对开发人员是非常友好的,而且已经支持C++和JAVA两种语言,同时它已经成为了一种开放标准。可以想见,如果当HSA系统成为一种民用主流环境的话,那么Intel和NVIDIA在效率上就会落后AMD一步。而且就现阶段而言,即使PC桌面系统还没有对HSA做好准备,但像服务器领域、嵌入式设备甚至是手持设备和游戏机,都可以单独为HSA架构进行优化和开发,这都是AMD立足于未来的关键。从这点而言,Kaveri有多么重要不言而喻。


消失的GDDR5
  既然Kaveri APU如此重要,那么缘何在FM2+系列主板问世之际,Kaveri却没有动静呢?AMD没有具体的说明,但这并不妨碍我们的推测。事实上,APU现在也是AMD在PC家用领域的一个重要收入来源,而作为第四代APU,Kaveri即使本身拥有革命性的HAS架构,但却不能不考虑市场的反应。
  
  事实上,最早期的规划中,Kaveri APU除了支持DDR3,同时还支持GDDR5,可以想见在GDDR5的高带宽下,Kaveri的异构计算性能会提升多大,其GPU的性能显然也会比现在强。但必须要看到的是,GDDR5成本居高不下,即使是DDR3目前价格也在上涨中,本来就作为打市场价格不会太高的Kaveri如果要强行硬上GDDR5,那么整个系统的成本显然会提升不少。所以目前Kaveri APU已经去掉对GDDR5的支持,传闻中的板载显存也不复存在。AMD最近才公布了Kaveri的详细数据,由此也可以看出在之前AMD显然是有一段摇摆挣扎的过程。
  
  其实如果我们纵览整个AMD涉足的领域,我们可以看到在游戏机方面,PS4和Xbox One都采用的是AMD的APU架构,当然,两台次世代主机由于CPU的原因,并不支持HSA架构。不过,其中PS4正是使用的GDDR5,由于两台主机的架构都是由AMD定制,所以不难看出从技术和架构方面,APU使用GDDR5是没有问题的。我们只能推测AMD在Kaveri APU上,还是有因为市场原因作出的技术妥协。

  
  PS4的APU架构即采用了GDDR5
  那么没有GDDR5是不是就会对Kaveri APU造成重大的性能损失呢?理论上GDDR5的带宽的确远高于DDR3,但是考虑到Kaveri在GPU部分的规模并不算大,DDR3的带宽勉强也能喂饱Kaveri,就如同Xbox One使用DDR3依然有不错的图形表现能力一样。上GDDR5,图形和整体性能更强是必然的,但是GDDR5的高带宽对于普通用户的日常应用而言,意义并不算大,甚至用不了这么高的内存带宽。在HAS架构尚未普及,应用不多的前提下,AMD这种略显保守的做法也没有太大问题。
  
  考虑到Kaveri在GPU部分拥有512个流处理器以及支持Mantle,我们可以期待Kaveri在图形性能方面会靠近Radeon HD7750,如果能达到这个目的,那么APU在GPU性能方面依然可以超越所有现有融合类的处理器,同时可以将独显市场的性能指标提升一大块,从这个意义而言,采用GDDR5还是DDR3,其区别就没有我们想象那么大了。


写在最后
充满矛盾的一代APU


  就如同我们认为AMD在Kaveri技术立场的摇摆一样,Kaveri本身是一款充满了矛盾的产品。从技术而言,先进的异构架构使得它注定将成为名留青史的一款硬件产品,但是在当前的市场环境和应用环境下,却也让Kaveri注定无法在桌面领域发挥出自己的最大性能。对于大多数PC用户而言,他们看到的Kaveri是新一代APU,但在应用上变化不会太大,除了更强的性能外。而当异构架构深入业界和PC时,Kaveri肯定已经作为匆匆过客而逝去……我们可以期待,在20nm甚至16nm制程下,AMD更大规模的APU能在GDDR5的配合下,CPU和GPU两端都发挥出彪悍的性能。至于现在,如果过Kaveri能够在游戏、日常应用上比上一代APU有更好的表现,能将APU产品的市场规模进一步扩大,那么它就是成功的,而这一切和异构架构的关联不会太大! 
本文出自2014-01-06出版的《电脑报》2014年第01期 E.硬件DIY
(网站编辑:pcw2013)


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