Fusion - více než nadějná technologie

7. 2. 2007 07:00    Rubrika: Technologie    Autor: Jakub Pavlis

Chystaná technologie od AMD s názvem Fusion má příslib malé revoluce především pro notebooky a jim podobná mobilní zařízení. Spojit CPU a GPU není sice nejnovější nápad, ale za posledních pár let se s ním žádná společnost nevytasila. Po fůzi AMD s ATI však nastala 'příznivá konstelace hvězd' a představitelé společnosti poodhalili některé ze svých plánu. Jak tedy bude tato technologie fungovat a kdy se s ní setkáme?

Už velmi krátce po fůzi společností AMD a ATI se vyrojily zprávy, že dalším krokem vpřed ve vývoji výpočetní techniky by mohl být čip, který by v sobě kombinoval jak klasický procesor (CPU), tak i procesor grafický (GPU). I z hlediska možností na trhu to byl velmi logický krok, AMD převzetím ATI získala řadu zajímavého know-how z oblast náročných grafických řešení, které Intelu chybí. A byla by to velká neprozíravost od AMD, která proti Intelu stále patří mezi „malovýrobce“, kdyby se nepokusila využít konkurenční výhodu a nalezenou tržní mezeru.

Od integrace GPU na jeden kus silikonu spolu s CPU ovšem nesmíme čekat nějaké přehnané super výkony, na to je zde příliš mnoho technických bariér, a navíc i AMD vidí výhody někde úplně jinde. Grafické řešení totiž bude stále, tak jako dnes, integrované, jde tedy spíše o přesun z čipsetu blíže k procesoru. AMD / ATI totiž nadále tvrdí, že dedikované grafické karty zůstanou zachovány, jen by se měl obrátit poměr používání dedikovaných / integrovaných řešení a samostatné grafické karty budou už opravdu záležitostí téměř výhradně hardcore gamerů a grafických profesionálů. V podstatě by technologie Fusion měla z trhu smést karty jako je NVIDIA GeForce Go 7400 nebo ATI Mobility Radeon X1400. A dobře si můžete povšimnout toho, že u karet uvádím přídomky Go nebo Mobility – s prvním nasazením Fusion se počítá zejména v mobilní sféře, ovšem další budou následovat.

Protože výkon nebude nejzásadnějším ukazatelem úspěšnosti Fusion procesorů, můžeme se zeptat, co tedy bude? AMD tvrdí, že poměr výkon / cena / spotřeba. A hned vidíme výhody pro notebooky.

Nápad spojit GPU s CPU není zdaleka novinkou, celkem široce se o něm mluvilo už v roce 1999 u Sun, dočkáme se ho ale až v blízké budoucnosti. AMD zatím podle svých nejoptimističtějších předpovědí chce Fusion procesory představit koncem roku 2008, případně na počátku 2009. Datum uvedení na trh se předpokládá až na přelomu let 2009/2010, takže si budeme muset ještě nějaký čas počkat.

Předpokládaný blokový diagram pro procesory s Fusion technologií - integrace CPU a GPU

Zatím se pojďme podívat na technologická řešení, návrhy a také obtíže. Podle prvního obrázku můžeme zjistit, že obecný návrh se velmi blíží současnému procesoru AMD Athalon 64 X2, pouze jedno jádro je nahrazeno jádrem grafickým a místo dělené L2 cache je k němu přiřazen buffer – tedy prakticky totéž. Intel sice používá sdílenou L2 paměť, pro kombinaci přeci jen dost rozdílných způsobů práce CPU a GPU se ale zdá vhodnější „dělený“ návrh AMD; zatím je však k dispozici jen málo zkušeností. Přesto na jednu výhodu pramenící z používání mezijádrového interface (crossbar switch) už AMD poukazuje – jedná se o možnost výrazné modularity procesorů založených na stejném technologickém principu. Pokud bude switch správně navrhnut a bude mít dostatečnou propustnost, lze bez velkých zásahů do architektury bez obav přidávat další a další jádra – a je jedno, jestli CPU, GPU nebo třeba do budoucna jádra pro fyzikální výpočty.

Návrhy modulárních řešení podle typu nasazení.

Největší nároky kladou všechny dnešní grafické procesory na propustnost pamětí (bandwidth), není proto náhodou, že by Fusion technologie měla být dokončena v době, pro kterou má AMD už dlouhou dobu naplánovanou integraci DDR3 pamětí do systémové RAM. Další složkou budou buffery přímo v jádře, u kterých se neočekává přílišná velikost (tou je přeci jen známější Intel), ale o propustnost se postará mnohem větší rychlost těchto pamětí oproti DIMM modulům. Zde koneckonců musím připomenout i méně známý důvod, proč dnešní grafické karty mají pevnou velikost paměti – „studené“ nepřímé kontakty u DIMM modulů způsobují mnohem větší počet špatných přenosů signálu, a tedy chyb v přenášených datech, než pevně přiletovaní „švábi“. Software si s tím sice bez obtíží poradí, ale už zde máme malé zdržení při potřebě posílat data dvakrát.

Vývoj integrací úvodních periferií do CPU.

Poslední věcí k dořešení budou nejspíše instrukce pro grafické výpočty, nejspíše formou dalšího rozšíření pro x86 instrukční sadu – a zde opět bude zajímavé sledovat počínání obou konkurentů – AMD i Intelu.

Jako zhodnocení můžeme říct, že AMD téměř absolutizuje moderní trend – paralelizaci výpočtů. Kvůli materiálovým omezením a problémům s dalším zvyšováním taktu už máme vícejádrová CPU, v oblasti GPU to zřejmě budou potíže s paměťovou propustností – a tak AMD vsází na seskupení většího počtu méně výkonných GPU.

Procesory Fusion se prosadí nejspíše v mobilních řešeních, ale mají obrovský potenciál i pro kancelářské a snad i multimediální nasazení v desktopech, krom toho počítá AMD s rozšířením do široké vrstvy dalších elektrických spotřebičů – multimediálních center, UMPC nebo zábavní elektrotechniky. Navíc existuje teoretická možnost spolupráce Fusion procesorů s dedikovanými grafickými kartami (pomocí nějaké obdoby dnešního Crossfire).

Bude zajímavé sledovat reakci Intelu, a že nějaká přijít musí, je nepochybné. Zdá se, že následující roky budou patřit v oblasti IT mezi ty zajímavější.

zdroj: hardware.fr; arstechnica.com