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)界對它寄予了很高的期望，APU是一個有別于數(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，僅是筆者的個人見解，歡迎網(wǎng)友們提出批評意見。

AMD發(fā)展APU有著諸多的原因

首先，APU中文名稱加速處理器，它融合了此前的CPU核心和GPU圖形核心，并且通過業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的OpenCL和DirectCompute接口進(jìn)行異構(gòu)計算，應(yīng)用程序?qū)⒖梢赃m時調(diào)用APU內(nèi)部的CPU和GPU單元協(xié)同計算，帶來更快速、更豐富的計算體驗。很明顯，AMD希望通過APU來彌補CPU的缺陷，以和競爭對手直接對抗。AMD的這個意圖有著很深刻的原因，其中CPU指令集一直被競爭對手所掌握是其中一個重要因素。

下半年AMD APU產(chǎn)品線對抗Intel CPU

慘痛教訓(xùn)迫使AMD重新思考

說到指令集對處理器的影響，就從近年兩家處理器廠商的舉動開始吧。

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，通過它可以大大加速處理器的某些計算性能和效率。一直以來，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，但實質(zhì)只含有Intel SSE4數(shù)條指件，有名無實。

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)，并計劃配備在K10之后的下一代“Bulldozer”核心架構(gòu)中，2009年推出實際產(chǎn)品。據(jù)了解，SSE5初期規(guī)劃加入超過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)高性能計算應(yīng)用，并充分發(fā)揮多核心、多媒體的并行優(yōu)勢。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平臺中，以此最大化每條指令的輸出能力，并增強(qiáng)代碼庫。

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，隨后開始不斷進(jìn)行更新。

Intel此舉很大程度影響了未來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，勢必在未來的性能對抗中落?。黄扔诟偁帀毫?，AMD不得不選擇支持Intel提出的AVX（高級矢量擴(kuò)展）指令集，同時采用AVX架構(gòu)重新改寫AMD的SSE5指令集，重定義為XOP（eXtended Operations指令擴(kuò)展），CVT16（半精度浮點轉(zhuǎn)換）以及FMA4（4操作數(shù)乘加）。

Bulldozer歷經(jīng)艱難終將登場

做出這個決定是需要付出慘重代價的，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，可以說重重摔了一個大跟頭，這也就促使了AMD要繞過CPU，通過自身優(yōu)勢項目來彌補自身缺陷，很顯然這個任務(wù)就落到了GPU身上。

APU V.S.CPU：開放挑戰(zhàn)獨斷

另外，AMD發(fā)展APU有著很大應(yīng)用需求發(fā)展背景，因為我們?nèi)粘ｋ娔X使用中，會接觸到越來越多的3D計算、并行數(shù)據(jù)信息，比如我們未來的網(wǎng)頁將會向3D化發(fā)展，我們的視頻信息需要進(jìn)行高速并行處理，這種計算正是GPU的優(yōu)勢所在。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)模并行計算的話，顯然比GPU要占下風(fēng)，盡管可以通過優(yōu)化處理器指令集來加速這種計算性能，但是，未來用戶發(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)展通過完全開放的編程實現(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這些公開的業(yè)界接口標(biāo)準(zhǔn)，如果未來軟件都支持了OpenCL和DirectCompute以后，它帶來的加速效果可能要比處理器指令集來的更好，孤零零閉門造車的指令集重要性可能就不會像前幾年那么高了。

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

APU OpenCL加速應(yīng)用逐步開花

AMD 2011年6月13日宣布，越來越多的創(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)化通用平臺上的應(yīng)用程序，同時還采用包括AMD Fusion加速處理器（APU）在內(nèi)的最新技術(shù)加速這些程序。

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

下面是已經(jīng)支持OpenCL或在不久的將來支持OpenCL的領(lǐng)先應(yīng)用程序?qū)嵗?/p>

DVD/媒體播放器

• ArcSoft 公司：TotalMedia Theatre — 一體化視頻播放軟件

• Corel 公司：WinDVD— Blu-ray 和 DVD 播放軟件

遠(yuǎn)程呈現(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)攝像頭應(yīng)用程序

• ArcSoft 公司：Webcam Companion — 三維及高清網(wǎng)絡(luò)攝像頭綜合應(yīng)用程序

• ViVu公司：VuRoom — 多方桌面視頻會議軟件

• ViVu 公司：VuCast — 寬域視頻網(wǎng)絡(luò)廣播軟件

視頻制作/編輯軟件

• ArcSoft 公司：ShowBiz — 視頻編輯軟件

• Corel 公司：Digital Studio — 集成式多媒體軟件組

• Corel 公司：VideoStudio Pro — 高清視頻編輯軟件

• Cyberlink 公司：PowerDirector — 視頻編輯軟件

• Sony公司：Vegas Movie Studio HD — 家庭影院高清視頻編輯解決方案

• Sony公司： Vegas Pro — 專業(yè)的高清視頻、音頻和Blu - ray光盤制作解決方案

視頻、照片特效、影像及效用

• ArcSoft 公司：Panorama Maker Pro —照片和視頻縫合與媒體管理器

• eyeon公司：Fusion — 視覺特效與合成工具

• HP Labs：“每一頁都與眾不同（Every Page Is Different）”光柵圖像處理和千兆像素實時成像應(yīng)用于惠普大幅面的商業(yè)和工業(yè)打印解決方案

• Viewdle公司：Uploader — 照片面部識別軟件

• Viewdle公司：Video SDK — 視頻開發(fā)面部識別軟件工具包

視頻轉(zhuǎn)換軟件

• ArcSoft 公司：MediaConverter — 多媒體文件轉(zhuǎn)換器

• Rovi公司：MainConcept Transcoding Platform — 專業(yè)的轉(zhuǎn)碼應(yīng)用程序

• Rovi公司：MainConcept H.264/AVC OpenCL — 編碼軟件開發(fā)工具包

工程仿真軟件

• Altair Engineering公司：HyperWorks RADIOSS — 線性和非線性仿真有限元分析（FEA）求解器

• Dassault Systemes公司：產(chǎn)品生命周期管理（PLM）— 模擬和 CAD 軟件

• DEM Solutions公司：EDEM — 顆粒流仿真的離散單元模型軟件解決方案

• ESI Group公司：PAM-CRASH 和 PAM-STAMP 2G 求解器 — 原型和制造工藝數(shù)字模擬軟件

• MSC Software公司：MSC Nastran — 通用有限元分析解決方案

• OPTIS公司：RTLab 和 VRLab — 實時光線跟蹤軟件解決方案

AVX2已經(jīng)登場 Intel需加強(qiáng)GPU

近日國外消息顯示：2013年，Intel下一代架構(gòu)處理器Haswell將會支持新的指令集“AVX2”，AVX2將在AVX指令集的基礎(chǔ)上新增更多的功能，進(jìn)而提升處理器的計算性能。

從SSE到AVX指令集性能變化

Intel依然通過更新AVX指令集提升自身處理器的性能，不過顯然，Intel還需要改進(jìn)自己的圖形性能，對于AMD來說，發(fā)展自己的異構(gòu)計算結(jié)構(gòu)，會比在風(fēng)雨飄搖狀態(tài)中優(yōu)化指令集更加妥當(dāng)，否則長期會被競爭對手牽制住，處于被動局面。

Haswell將要到2013年才登場，也許到時候AMD的異構(gòu)計算已經(jīng)遍地開花，AVX2的重要性可能就不那么重要了。

APU到來，意味著CPU和APU、Intel和AMD的新一輪較量正在開始了。希望APU一路走，給消費者帶來更出色的產(chǎn)品。