Emergono nuovi dettagli sulla futura generazione di architetture di GPU previste da AMD; debutto possibile già per la fine del 2011?
Dopo le estensioni C++ AMP di Microsoft, che permettono agli sviluppatori di sfruttare in modo adeguato la potenza di calcolo messa a disposizione dalle GPU, è il turno di AMD con la nuovissima architettura FSA.
FSA, Fusion System Architecture: è questo il futuro per AMD! Eric Demers, CTO della divisione graphics di AMD e pertanto responsabile della direzione futura delle GPU AMD in ambito desktop e professionale, ha evidenziato nel corso di un keynote al Fusion Developer Summit quali saranno gli elementi tecnici alla base della futura architettura di GPU AMD.
Cambia l’approccio, innanzitutto: per AMD è ora indispensabile sviluppare architetture di GPU che possano operare come potenti coprocessori che si affiancano alle proprie CPU. Affinchè l’unione di GPU e CPU porti ad un approccio che sia il più possibile eterogeneo sono necessarie numerose innovazioni non solo a livello di silicio ma anche di sistema operativo e, ovviamente, di supporto agli sviluppatori software.
L’architettura futura abbandona gli approcci VLIW5 e VLIW4, adottati il primo per tutte le GPU dalle serie Radeon HD 2900XT in poi e l’ultimo per le soluzioni della famiglia Radeon HD 6900, in favore di un design che abbina componente vector ad una scalar. Il cuore è indicato con il termine di Compute Unit o CU, all’interno della quale trovano posto tutte le unità funzionali. La componente vettoriale interna ad ogni CU integra 4 core, mentre ogni CU prevede cache L1 proprietaria, unità di branching e MSG, unità di control e decode oltre a funzionalità di instruction fetch arbitration.
La combinazione all’interno di ogni CU di componenti vector e scalar permette di gestire comportamenti molto differenti per ogni CU. In un caso può operare come MIMD (Multiple Instructions Multiple Data), oppure come SIMD (Single Instruction Multiple Data), oppure ancora come SMT (Symmetric Multi-threading) in quanto ciascuno dei 4 core presenti nella vector unit può operare su blocchi di istruzioni differenti. La risultante è quindi la possibilità per ogni CU di operare ogni tipo di carico di lavoro in un dato istante, indipendentemente da quale sia la fonte dei dati e delle istruzioni.
Cambia anche il tipo di supporto alla memoria; nelle nuove GPU verrà implementato l’indirizzamento alla memoria x86-64, di fatto unificando lo spazio di memoria indirizzabile tra CPU e GPU. Questo permetterà di rendere la GPU più efficiente in contesti di elaborazione GPU Computing, soprattutto con dataset molto ampi.
Verrà ovviamente implementato il supporto alla double precision, con un livello prestazionale massimo teorico che potrà essere pari alla metà di quello in single precision per come è composta l’architettura della GPU. AMD potrebbe in ogni caso decidere di fornire differenti livelli prestazionali per la double precision, segmentando a seconda della specifica scheda. Le massime prestazioni verrebbero destinate alle sole proposte FirePro, passando a livelli prestazionali di 1/4 per le proposte desktop top di gamma scendendo sino a 1/16 per quelle entry level, mantenendo in ogni caso supporto alla double precision in tutte le tipologie di GPU.
Il debutto delle prime soluzioni basate su questa nuova architettura avverrà nel corso del quarto trimestre 2011, con soluzioni di tipo discreto posizionate teoricamente nel segmento top di gamma del mercato.
Al momento attuale non è noto quale CU verranno implementate in GPU di fascia alta; alla stessa stregua non sono stati ancora rilasciati dettagli specifici sugli altri tradizionali elementi architetturali che caratterizzano le GPU.