AMD "hUMA" - für bessere HSA-Performance

AMDDass AMD reine Prozessoren ohne eigene Grafikeinheiten langsam sterben lässt ist schon seit einiger Zeit kein Geheimnis mehr. Die Konzentration geht bereits seit der Übernahme von ATI in Richtung APU, Prozessoren mit vergleichsweise flotten Grafikfunktionen also. Doch AMD geht es nicht nur darum, bunte 3D-Grafiken auf der APU berechnen zu lassen. Primär sollen GPGPU-Berechnungen direkt auf dem Prozessor stattfinden und so, entsprechende Software vorausgesetzt, ein modernes PC-System geschaffen werden bei dem jede Funktionseinheit die Berechnungen übernimmt, die sie am besten beherrscht.

AMD hUMA Präsentation


Ein Bremsklotz bei aktuellen APUs ist allerdings der Arbeitsspeicher: Nicht nur, dass vergleichsweise langsamer DDR3-RAM zwischen CPU und GPU geteilt werden muss, es fehlt auch an exklusiven Zugriffsmöglichkeiten auf Speicherbereiche - viele Befehle müssen daher von CPU und GPU doppelt angefordert werden. Das soll nun AMDs hUMA, der „Heterogeneous Uniform Memory Access“, ändern. Diese Technologie soll einen Speicherbereich schaffen, auf den CPU und GPU mit denselben Fähigkeiten zugreifen können. Noch wichtiger: Sie können über diesen Speicherbereich auch Daten unkompliziert miteinander tauschen.

Bislang ließen sich vom GPU-Bereich einer APU keine direkten Zugriffe auf von der CPU berechneten Daten vornehmen. Die Daten mussten erst in einen eigenen Speicherbereich geschrieben werden um von der GPU angefordert werden zu können - was viel Zeit kostet und wenig effektiv erscheint. hUMA bietet nun einen gemeinsamen Speicherbereich der die Gesamtleistung der APU massiv steigern soll. Zumal hUMA auch den Cache in der APU betrifft. Weiterhin kann die GPU nun auch auf virtuellen Systemspeicher zugreifen - ebenfalls gemeinsam mit der CPU.

AMD hUMA Präsentation


Programmierer benötigen für hUMA keine spezielle API wie OpenCL oder Direct Compute, der gemeinsame Speicherbereich kann direkt in Programmiersprachen wie C++ angesprochen werden. AMD will so zum einen die Verfügbarkeit GPU-beschleunigter Software verbessern als auch die Performance solcher Programme anheben.

AMD hUMA Präsentation


Bei hUMA handelt es sich allerdings um eine Hardwarelösung die also auch entsprechende Prozessoren erfordert - ein einfaches Umrüsten aktueller CPUs ist also nicht möglich. Angekündigt ist hUMA für AMDs Kaveri-APU, die bereits auf Steamroller-Prozessorkerne und GCN-Grafikeinheiten setzt. Dabei beschränkt AMD hUMA aber nicht auf die hauseigenen Prozessoren, auch andere Mitglieder der HSA Foundation dürfen die Technologie nutzen. Und es ist nicht einmal eine APU zur Nutzung vonnöten: Wie AMD bekannt gab, funktioniert hUMA auch in Zusammenarbeit mit einer dedizierten Radeon-Grafikkarte.


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