探究AMD發(fā)展APU產(chǎn)品緣由

AMD已經(jīng)正式發(fā)布了旗下的Llano APU產(chǎn)品，業(yè)界對(duì)它寄予了很高的期望，APU是一個(gè)有別于數(shù)十年CPU的全新產(chǎn)品，它的推出有著很深的歷史淵源，那么究竟為什么AMD要發(fā)展APU產(chǎn)品，APU究竟能給我們帶來(lái)和CPU什么不一樣的地方?今天我們就此進(jìn)行下面的分析。當(dāng)然本人的分析不一定完全正確，僅是筆者的個(gè)人見(jiàn)解，歡迎網(wǎng)友們提出批評(píng)意見(jiàn)。

AMD發(fā)展APU有著諸多的原因

首先，APU中文名稱(chēng)加速處理器，它融合了此前的CPU核心和GPU圖形核心，并且通過(guò)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的OpenCL和DirectCompute接口進(jìn)行異構(gòu)計(jì)算，應(yīng)用程序?qū)⒖梢赃m時(shí)調(diào)用APU內(nèi)部的CPU和GPU單元協(xié)同計(jì)算，帶來(lái)更快速、更豐富的計(jì)算體驗(yàn)。很明顯，AMD希望通過(guò)APU來(lái)彌補(bǔ)CPU的缺陷，以和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手直接對(duì)抗。AMD的這個(gè)意圖有著很深刻的原因，其中CPU指令集一直被競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手所掌握是其中一個(gè)重要因素。

下半年AMD APU產(chǎn)品線對(duì)抗Intel CPU

慘痛教訓(xùn)迫使AMD重新思考

說(shuō)到指令集對(duì)處理器的影響，就從近年兩家處理器廠商的舉動(dòng)開(kāi)始吧。

我們知道處理器的指令集可以認(rèn)為是處理器性能的催化劑，通過(guò)它可以大大加速處理器的某些計(jì)算性能和效率。一直以來(lái)，Intel以處理器市占領(lǐng)導(dǎo)著指令集延伸技術(shù)發(fā)展，與各大軟件廠商合作令軟件執(zhí)行效率得以提升，而AMD只能被Intel牽著走，產(chǎn)品在指令集支持上永遠(yuǎn)落后對(duì)手，就以45奈米Penryn支持47條全新SSE4指令集為例，AMD雖表示支持SSE4A，但實(shí)質(zhì)只含有Intel SSE4數(shù)條指件，有名無(wú)實(shí)。

為了打破在指令集延伸技術(shù)一直落后的窘境，AMD在07年8月份，搶在Intel之前宣布推出SSE5指令集延伸技術(shù)，并計(jì)劃配備在K10之后的下一代“Bulldozer”核心架構(gòu)中，2009年推出實(shí)際產(chǎn)品。據(jù)了解，SSE5初期規(guī)劃加入超過(guò)100指令，其中最值得注意的包括︰三操作數(shù)指令(3-Operand Instructions)及熔合乘法累積(Fused Multiply Accumulate)。

AMD此前表示，SSE5指令集的使命之一是增強(qiáng)高性能計(jì)算應(yīng)用，并充分發(fā)揮多核心、多媒體的并行優(yōu)勢(shì)。SSE5將把以往只存在于高性能特殊架構(gòu)里的功能引入到x86平臺(tái)中，以此最大化每條指令的輸出能力，并增強(qiáng)代碼庫(kù)。

2007年8月，AMD搶先宣布了SSE5指令集(之前從SSE到SSE4均為Intel制定)，但I(xiàn)ntel隨即表示，不會(huì)支持SSE5。轉(zhuǎn)而在2008年3月，Intel宣布了Sandy Bridge微架構(gòu)，其中將引入全新的AVX指令集。4月份，Intel公布了AVX指令集規(guī)范，隨后開(kāi)始不斷進(jìn)行更新。

Intel此舉很大程度影響了未來(lái)軟件廠商的支持取向，AMD在業(yè)內(nèi)的影響力遠(yuǎn)不及Intel，如果AMD單方面力挺SSE5，勢(shì)必在未來(lái)的性能對(duì)抗中落敗;迫于競(jìng)爭(zhēng)壓力，AMD不得不選擇支持Intel提出的AVX(高級(jí)矢量擴(kuò)展)指令集，同時(shí)采用AVX架構(gòu)重新改寫(xiě)AMD的SSE5指令集，重定義為XOP(eXtended Operations指令擴(kuò)展)，CVT16(半精度浮點(diǎn)轉(zhuǎn)換)以及FMA4(4操作數(shù)乘加)。

Bulldozer歷經(jīng)艱難終將登場(chǎng)

做出這個(gè)決定是需要付出慘重代價(jià)的，這意味著處理器架構(gòu)要做大幅調(diào)整，到了08年11月，AMD的最新路線圖就顯示，Bulldozer已經(jīng)推遲到了2011年推出。AMD在推土機(jī)處理器上，可以說(shuō)重重摔了一個(gè)大跟頭，這也就促使了AMD要繞過(guò)CPU，通過(guò)自身優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目來(lái)彌補(bǔ)自身缺陷，很顯然這個(gè)任務(wù)就落到了GPU身上。

APU V.S.CPU：開(kāi)放挑戰(zhàn)獨(dú)斷

另外，AMD發(fā)展APU有著很大應(yīng)用需求發(fā)展背景，因?yàn)槲覀內(nèi)粘ｋ娔X使用中，會(huì)接觸到越來(lái)越多的3D計(jì)算、并行數(shù)據(jù)信息，比如我們未來(lái)的網(wǎng)頁(yè)將會(huì)向3D化發(fā)展，我們的視頻信息需要進(jìn)行高速并行處理，這種計(jì)算正是GPU的優(yōu)勢(shì)所在。這種需求也就成為APU發(fā)展的基礎(chǔ)。

CPU自身結(jié)構(gòu)是工作頻率高，核心數(shù)少，如果進(jìn)行大規(guī)模并行計(jì)算的話，顯然比GPU要占下風(fēng)，盡管可以通過(guò)優(yōu)化處理器指令集來(lái)加速這種計(jì)算性能，但是，未來(lái)用戶(hù)發(fā)展需求在不斷變化，而指令集牢牢被Intel一家所占據(jù)，顯然不可能根據(jù)應(yīng)用發(fā)展通過(guò)完全開(kāi)放的編程實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。

而目前GPU技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到DirectX11，已經(jīng)有OpenCL和DirectCompute這些公開(kāi)的業(yè)界接口標(biāo)準(zhǔn)，如果未來(lái)軟件都支持了OpenCL和DirectCompute以后，它帶來(lái)的加速效果可能要比處理器指令集來(lái)的更好，孤零零閉門(mén)造車(chē)的指令集重要性可能就不會(huì)像前幾年那么高了。

需要提到的是：Intel這一代Sandy Bridge處理器只支持到DirectX 10.1，無(wú)法支持OpenCL和DirectCompute公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。

APU OpenCL加速應(yīng)用逐步開(kāi)花

AMD 2011年6月13日宣布，越來(lái)越多的創(chuàng)新軟件應(yīng)用程序在大規(guī)模采用OpenCL行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。AMD公司與領(lǐng)先的軟件公司已經(jīng)密切合作，以幫助他們優(yōu)化通用平臺(tái)上的應(yīng)用程序，同時(shí)還采用包括AMD Fusion加速處理器(APU)在內(nèi)的最新技術(shù)加速這些程序。

軟件開(kāi)發(fā)人員樂(lè)于采用通用的應(yīng)用程序編程接口(APIs)。得益于OpenCL標(biāo)準(zhǔn)固有的跨平臺(tái)、跨操作系統(tǒng)和跨硬件供應(yīng)商的靈活性特點(diǎn)，軟件行業(yè)正迎來(lái)基于OpenCL標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)消費(fèi)類(lèi)和商業(yè)應(yīng)用程序的風(fēng)潮。