HSA全稱為Heterogeneous System Architecture,是AMD在原來的FSA架構(Fusion System Architecture)基礎上提出來的,強調的是CPU+GPU異構計算。2012年6月份,AMD聯合ARM、Imagination、MediaTek(聯發科)、德州儀器共同組建了非營利組織“異構系統架構基金會”(HSA Foundation)。
做為一個非盈利機構,該基金會的宗旨是定義和推廣開放的、基于OpenCL/Renderscript Compute/DirectCompute等標準的異構計算發展之路,通過提供通用硬件規格和廣泛的生態系統支持,促成單一架構規范的建立,并簡化編程模式,使軟件開發人員更大程度發揮最新中央處理器(CPU)和圖形處理器(GPU)的功能優勢,從而充分發揮異構處理器中并行計算引擎的性能和能效,更輕松地完成各種創新應用的開發。
MediaTek作為一個專注于主流智能手機市場的芯片與平臺供應商,它的加盟推動了異構計算在開放領域的發展,并推動異構系統架構成為異構計算的開放標準。現今,人們總會將HSA與AMD相提并論,最重要的是,該基金會的核心人物是負責創建開發HSA編程參考手冊的Chien-Ping Lu,目前擔任聯發科高級總監。
國外媒體VR-Zone對MediaTek高級總監Chien-Ping Lu和首席營銷官Johan Lodenius進行了采訪,該公司總部設在臺灣新竹,下面就讓我們一起來揭秘HSA技術。
Chien-Ping Lu,耶魯大學計算機科學博士學位,此前在Nvidia任職,擁有10年的架構經理經驗。目前在MediaTek擔任高級總監。他針對HSA有著不同的見解。他表示,通過HSA可以整體提升運算效率。
VR-Zone:起初MediaTek是如何進入異構計算領域的?
Chien-Ping Lu:MediaTek是首家嘗試探索芯片上的異質計算資源,將CPU運算能力整合到芯片上,并發現了“微處理器”將其命名為GPU。大約三年前,那時還沒有GPGPU API,使用最多的是OpenGL。(GPU作為一個多重單位運算體系,在并行計算上有得天獨厚的優勢,通過CPU與GPU的結合讓串行工作與并行工作協調處理,將大幅度提高計算機的計算能力。)
那個時候,[general purpose compute通用計算]在GPU上運行還不是很快。所以我們將其稱作“GPU-輔助”計算,使用了GPU圖形著色器,但工作效率并不高效,即便如此,我們依然在使用。
隨著MT8135的發布,我們擁有了強大GPU運算能力。MT8135采用的還是big.LITTLE MP技術,能夠支持四顆不同的核心同時運行。這也是首次使用OpenCL并且也是首次發現在GPU上的應用程序比在CPU上運行得更加快速。這就是2.0時代,我們將其稱之為“GPU加速(GPU-accelerated)”時代。
現在,我們得到了我們所需要的性能,但是我們需要將其發展的更高、更好。但我們也要確保設備易于編程。因為GPU編程依然是個“hack”――它很單調乏味。主流程序員并不想碰它,Java程序員也不想觸及。因此,針對Java程序員未來要確保GPU能否被編程以及被訪問,這是3.0時代。
我們發現,此前與AMD 合作的Nvidia CUDA并沒有開源,這也是我們為何與AMD取得聯系并開始尋求合作的原因。他們很快視我們為重要的合作伙伴,并告訴我們,希望我們成為合伙人(加盟),一起推動異構計算在開放領域的發展,并推動異構系統架構成為異構計算的開放標準。于是就這樣我們開始合作了,我們也想進入異構計算3.0時代。
【在早些年的游戲行業中,封閉標準尚可贏得一席之地,但如今是個多平臺、多形態的世界,封閉標準是不健康的,沒人想要它。】
VR-Zone:與AMD首次見面是怎樣的?是你促成的嗎?
Chien-Ping Lu:這就好比一對情侶一見鐘情的感覺。我忘記是誰推薦給誰了,但我想當我們第一次見面就認定對方了。
VR-Zone:HSA目前發展情況怎樣?
Chien-Ping Lu:目前我們已經有非常大的進步。去年我們的重點是將版本0.95達到一個里程碑,由此我們也得到了業內人士關注并且贏得兩大獎項:The Linley Group頒發的年度分析選擇獎榮獲最佳處理器技術、Penton Electronics集團頒發的最佳電子設計獎。
VR-Zone:在HSA聯盟中缺少Intel和Nvidia的加入,這對AMD的聯盟也有很大影響,Intel和Nvidia兩家對此感興趣嗎?
MediaTek公司副總經理兼首席營銷官 Johan Lodenius
Johan Lodenius:相關細節我們并不知情,但對于英特爾,我認為有兩個見解:假如有“SoC view 芯片系統”,則硬件并不能代表一切。但如果你有“processor view”,英特爾確實推出了Process,也許是他們不想看到彼此在同一道路上競爭,也許英特爾只是因為好面子而已。
Chien-Ping Lu:HSA和CUDA(NVIDIA 公司的并行計算架構)在相互競爭。我此前在Nvidia公司待過,我的一位Nvidia同事曾說過 ,Nvidia曾做過一些內部討論,他們能否接受HSA結果暫時還不確定。但他們有CUDA,借助CUDA不同的解決方案來試圖解決同樣的問題。
VR-Zone:為什么 MediaTek率先執行HSA?你們有哪些獨特之處?
Johan Lodenius:CorePilot(MediaTek推出基于big.LITTLE的異核多處理(HMP)控制軟件),也許你從競爭對手中聽說它只是個硬件――但它卻是個處理器。
理所當然,固然處理器很重要,它是控制軟件的“秘密武器”。未來開始使用DSP和GPU寬帶時,我們也在為異構計算作出下一步打算。
【聯發科技基于arm大小核異構多任務架構開發出CorePilot技術,動態溫控和功耗管理技術可動態偵測工作負載量,智能調節每個核心的任務分配,使高性能的大核以及節能的小核相互協調,必要時八核全開發揮最大性能。】
Chien-Ping Lu:對于異構計算的發展將分為兩個階段。除了CPU之外,我們還將接管異構設備,因為它們更高效。之前的GPU或者DSP或者其他設備都會接管,降低CPU方面的功率。這就是為什么我們需要HMP,為了確保異構設備在運行時減少所耗費的時間。
CorePilot有三個不同的控制機制:電力、熱力、任務調度。
VR-Zone:谷歌是如何看待HSA的?
Chien-Ping Lu:谷歌處于中立狀態。一旦某樣東西得帶谷歌支持,那么它會變得非常強大。因此,這就是為何谷歌對于很多技術保持中立態度的原因。
VR-Zone:非常感謝。
英文出自:vr-zone
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