Восстание гетерогенных "гибридов". Отчет с презентации процессоров AMD Kaveri
Январь получился затяжным и бестолковым – не успел я выйти на работу после праздников, как сразу слег с мерзопакостной пневмонией. За несколько рабочих дней – в промежутке между празднествами и вышеописанной оказией – только и успел, что сходить в гости к AMD и послушать про очередное гибридно-гетерогенное чудо техники под авторством этой компании. К слову, сразу после мероприятия я и скатился в пучину муторной болезни. Подозреваю, что во всем был повинен Саша Маринкович – он пару раз кашлянул при мне, я видел, видел! Но незачем винить руководителя подразделения технологического маркетинга AMD в бацилловых грехах, когда располагаешь подорванным после десятидневного новогоднего уикенда иммунитетом. Господа, берегите свою иммунную систему, особенно в начале января – организм будет вам благодарен!
Если переходить непосредственно к теме – что там за сыр да бор был, в тот печальный для меня январский денек – то она, тема, была посвящена выходу новых гибридных процессоров AMD А-серии с графикой AMD Radeon R7 под названием Kaveri (“дружбан, друг, парень”, если переводить на финский язык, а больше никак и не переводится). Немного забегая вперед – на сегодняшний день это самые продвинутые “гибриды” от AMD, и они, со слов представителей компании, должны “совершить революцию в компьютерных и UltraHD развлечениях”. Коль быть совсем точным, то “революция” уже вовсю идет: новые APU, конкретно модели AMD A10-7850K и AMD A10-7700K, появились на рынке еще 14 января – ровно в тот день, когда в студии Mel Space (недалеко от вкусно-шоколадного “Красного Октября”) началась, продолжилась и закономерно завершилась презентация AMD Kaveri.
Мероприятие было организовано по стандартному для подобного рода ситуаций принципу: “призыв к оружию” -> официальная часть -> общение без галстуков”, но кое-что все же выбивалось из привычного ряда. Дело в том, что сама презентация, в рамках которой и велся рассказ о новых процессорах, длилась почти два часа, оформившись тем самым в настоящую лекцию – с лектором в лице Саши Маринковича (как уже говорилось выше, он является руководителем подразделения технологического маркетинга AMD). Периодически слово брал и наш старый знакомый Александр Беленький, но все же главным поставщиком информации был именно господин Маринкович. В рамках своего выступления он, что называется, выложил все карты на стол, поведав об особенностях новеньких “гибридов” вкупе с их возможностями, максимальным образом углубившись в ТТХ и многочисленные графики с подчас пугающими неподготовленного человека циферками. Но не пугайтесь – касаться таких особенностей продукта AMD, как переход на 28-нанометровую технологию параллельно с повышением числа транзисторов и усложнением самого кристалла в Kaveri, я не стану. Хотя подробно остановиться на кое-каких технологических аспектах Kaveri все же придется – не банан описываем.
Сам по себе гибридный процессор, коим в полной мере и является Kaveri – APU 4-ого поколения от компании AMD, – есть совмещение центрального (CPU) и графического (GPU) процессоров в рамках одного кристалла. Подобная архитектура в крайней степени компактна и несет в себе одни лишь плюсы: уменьшается стоимость на комплектующие, снижается энергопотребление, а за счет унификации технологий фиксируется общее увеличение производительности системы. К слову, сам термин APU (Accelerated Processing Unit) придуман и используется исключительно компанией AMD, тогда как конкуренты по старинке задействуют аббревиатуру CPU.
Впрочем, называть “гибриды” CPU до недавнего времени было даже правильнее, ведь ЦП все равно оставались таковыми, пусть в них и были интегрированы графические процессоры. Все сводилось к принципу “детям – мороженое, бабе – цветы”: на CPU висели вычислительные процессы, на GPU – графическая обработка. Но прогресс на месте стоять не любит, и Kaveri есть плоть от плоти этого прогресса. Интегрированные в центральный процессор блоки рестеризации и текстурные блоки графические ядра, а их, в зависимости от модели, может быть от 6 (AMD A10-7700K и AMD A8-7600) до 8 (AMD A10-7850K), теперь занимаются и графикой, и вычислениями в том числе, если того требует ситуация. Взаимодействие обновленной микроархитектуры X86-ядер CPU с графическим ядром AMD Radeon R7 на базе универсальной архитектуры GSN (Graphics Core Next; также используется в видеокартах серий R7 и R9 последнего поколения) приводит к последующему, значительному росту производительности. Как заявил господин Маринкович в ходе презентации, по этому параметру AMD Kaveri показывает чистый прирост в 20% со стороны вычислительных ядер и 50% в стане ядер графических – в сравнении с APU предыдущего поколения AMD Richland.
Конечно, за все это следует благодарить HSA – гетерогенную системную архитектуру (о ней мы с товарищем Котовский уже как-то рассказывали вам), на чьей базе и построены процессоры AMD Kaveri. Именно она обеспечивает гармоничную работу ядер CPU и GPU, перераспределяя нагрузки между ними по мере надобности. Решение прекрасное, ведь центральный процессор часто бывает перегружен разного рода задачами, а графические ядра APU вроде как остаются не у дел. К тому же совокупная могучесть графических ядер может превышать вычислительную мощность процессорных, и не задействовать этот потенциал на всю катушку – грех. Нужные технологии уже есть, осталось только воспользоваться ими. Как сказал глубокоуважаемый спикер на прошедшем мероприятии: “Теперь при определении общего числа вычислительных ядер следует учитывать не только процессорные, но и графические ядра”. Тем не менее, для предотвращения возникновения путаницы модули CPU и GPU все равно должны указываться отдельно.
К слову, гетерогенная системная архитектура – в плане “спайки” ядер CPU и GPU для проведения совместных вычислений – базируется на двух технологиях под авторством AMD: hUMA и hQ. Прелесть первой (Heterogeneous Uniform Memory Access, сокращенно hUMA) заключается в том, что она снимает ограничения в плане доступа обоих типов ядер к общему объему памяти, то есть и графические, и процессорные ядра получают возможность “ковыряться в одной песочнице без расовой сегрегации”. Вторая технология – Heterogeneous Queuing, или hQ – позволяет избегать прохождения нагрузки, предназначенной для ядер GPU, через центральный процессор, и перед графическими ядрами открывается “прямое шоссе” для успешного взаимодействия с приложениями и более быстрого выполнения тех или иных задач.
Технологии прекрасные, спору нет, но есть одна небольшая проблема – увеличение производительности в максимальных и наивкуснейших объемах пока что является делом будущего, пусть и ближайшего. И суть не в том, что новые APU получились каким-то не такими с технической стороны вопроса – тут-то как раз таки все “ок”, – но возможности гетерогенной архитектуры пока что мало где задействуются. HSA можно сравнить с водяной мельницей, которая не будет работать, если нет воды. В нашем же случае пока что отсутствует достаточное число приложений, программ и ПО в целом, где “гетерогенность” могла бы проявить себя на всю катушку. Именно поэтому компания AMD, со слов господина Маринковича, много внимания уделяет всесторонней поддержке разработчиков, что является одним из ключевых направлений в деятельности компании в целом. Это касается и некоторых других технологий, которые используются в APU Kaveri.
В качестве примера можно привести тот же низкоуровневый API Mantle – совместимый с архитектурой GCN интерфейс программирования приложений, снижающий накладные расходы на рендеринг и оптимизирующий загрузку графического процессора. С более подробной информацией о многообещающей(их) технологии(ях) можно ознакомиться в одном из наших прошлых материалов, а для тех, кто с API Mantle не знаком, поясню в двух словах: Mantle – это своеобразная замена DirectX и OpenGL, грозящаяся принести в этом мир шикарную производительность. Вот только “вода”, как и в случае с HSA, пока что течет маленьким ручейком – колесо Mantle-мельницы едва двигается. Про Battlefield 4 я уже как-то говорил – там фиксируется прирост производительности в 45% за счет использования описываемого API, и это, конечно, здорово. На подходе и другие проекты: Dragon Age: Inquisition, новый Thief, в далеком будущем – Mass Effect и еще сколько-то игр/приложений, но выбор все равно невелик. Пока.
С технологией AMD TrueAudio, которая присутствует в APU Kaveri и предлагает 32-канальный объемный звук, дела обстоят лучше, хотя и тут без сопутствующей поддержки со стороны AMD разработчики вряд ли смогут обойтись. Главная проблема на сегодняшний день заключается в том, что в обычных случаях звук обрабатывается центральным процессором, причем его нагрузка в этом направлении – просто смешная, а больше и быть не может – CPU выполняет другие задачи. При таком раскладе объемному звуку просто неоткуда взяться. Технология AMD TrueAudio должна решить данную проблему за счет использования мощностей графического процессора (как в APU, так и в видеоадаптерах серий R7 и R9) без участия CPU, увеличив тем самым нагрузку и повысив качество звука вкупе с общей производительностью. И никакой дискретной звуковой карты не нужно.
Из других особенностей AMD Kaveri следует отметить поддержку разрешения UltraHD (4K) с новыми возможностями в плане пост-обработки видеосигнала, благодаря чему значительно повышается качество изображения с разрешением 1080p при его передаче на мониторы и тому подобные телевизоры – если они дружат с форматом UltraHD, разумеется. Про передовую архитектуру Graphics Core Next я уже упоминал. Интегрированное в Kaveri графическое ядро на базе данной архитектуры – как и в новейших адаптерах типа AMD Radeon R9 – поддерживает версию DirectX 11.2 и обеспечивает APU хорошую производительность в целом. Ее можно повысить, дополнительно установив дискретную видеокарточку. Если верить приведенному ниже слайду, взаимодействие APU Kaveri и карточки AMD Radeon R7 приводит к очень хорошим результатам. Да, вкусны плюсы твои, AMD, но и без минусов не обойтись. Если вы – читатели – вдруг захотите приобрести новый гибридный процессор, вам придется раскошелиться и на новую “материнку” – Kaveri дружит исключительно с Socket FM2+, в отличие от APU прошлого поколения Richland (с сокетом FM2).
Такие вот “железячные” дела, такие вот процессоры Kaveri. По завершении презентации все отправились тусить, веселиться и злоупотреблять вкусными напитками, а я, задумчиво перелистывая страницы вусмерть исписанного блокнота и предчувствуя неладное, отправился домой. Болеть и лелеять план материала. Как видите, вылелеял. Да, вот вам приключения болеющего Пафнутия в поликлинике: