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異質系統架構1.0版規格出爐 AMD率先推出相容1.0規格晶片產品

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科技產業資訊室 (iKnow) - 賴明豐 發表於 2015年4月15日
由超微半導體、ARM、Imagination Technologies、樂金電子、聯發科、高通與三星共同組成的異質系統架構 (Heterogeneous System Architecture,簡稱HSA) 聯盟發表了1.0版的HSA技術規格,希望能有效平衡電腦運算裝置中不同處理器間 (尤其是中央處理器與圖形處理器) 的運算處理時間。
 
日前,由超微半導體、ARM、Imagination Technologies、樂金電子、聯發科、高通與三星共同組成的異質系統架構 (Heterogeneous System Architecture,簡稱HSA) 聯盟發表了1.0版的HSA技術規格(Brandon Hill,2015),希望能有效平衡電腦運算裝置中不同處理器間 (尤其是中央處理器與圖形處理器) 的運算處理時間,也能讓兩者共享主記憶體空間;目前,市場上僅有AMD宣布開始推出支援HSA機制的晶片產品。
 
傳統上,中央處理器與圖形處理器間的處理作業是各自獨立的。但是,HSA機制能夠讓兩者協同作業,甚至記憶體層次就能直接互動運算工作。它是透過一個異質排程機制,讓圖形處理器一樣能夠釋出處理時間給應用程式使用,機制就像中央處理器一樣。所以,應用程式就不必只依靠中央處理器運算資料,當大量工作等待中央處理器運算時,就可以轉向丟到圖形處理器完成運算需求。HSA聯盟預估,讓中央處理器與圖形處理器同步支援應用程式運算需求的話,大約可以提昇四倍的運算效能。
 
對SoC工程師來說,HSA可以相當程度簡化系統單晶片設計工作,而且,在擴充性、靈活性與表現效能上也有加分效果(HKITBLOG,2012)。一般期待,HSA除了可以應用在高效能運算(high-performance computing)與桌上型電腦之外,能夠擴散到行動裝置運算架構上,例如智慧型手機、平板或NB,讓程式設計師在不必考慮會不會有額外能源耗損的狀況下,透過HSA強化裝置上硬體資源綜整使用的效益(Brandon Hill,2015)。當然,前提是異質系統架構能夠取得業界共識,並推出業界標準的應用程式介面。到目前為止,英特爾與英偉達對HSA仍然是興趣缺缺(Rick Merritt,2015),仍待後續觀察!
 
目前1.0版的異質系統架構規格主要有三個重點方向(Rick Merritt,2015),包括 (1) 提出HSA規格並定義硬體的運作機制;(2) 提出HSA程式設計師參考手冊說明軟體系統工作與開發編譯器的相關規範;(3) 異質系統架構Runtime規格並定義應用程式如何與HSA平台溝通傳遞資訊的相關規範。在程式語言這塊,程式設計師可以使用的高階語言包括C++、Java、Phthon或是C/Fortran等等。而且,1.0版規格也強調沒有綁定特定硬體(hardware agnostic)。所以,不論是ARM、MIPs或是x86系列處理器都支援,像AMD率先推出支援HSA機制晶片組就是用在該公司最新的x86處理器Carrizo上。後續將繼續針對除錯器(debugger)、剖析器(profiler),以及系統單晶片中可能會用到第三方技術的介面(APIs)定義相關規範,這部份內容則會放在1.1版規格內容中。(966字)
 
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參考資料
  1. Brandon Hill (2015/3/17),”HSA Foundation And AMD Hit 1.0 Release Milestone For Efficient Heterogeneous System Architecture”。HotHardware,ref. website: hothardware.com/news/hsa-foundation-and-amd-hit-10-release-milestone-for-efficient-heterogeneous-system-architecture
  2. HKITBLOG (2012/6/22),”統一業界標準!異質系統架構 (HAS) 基金會正式成立”。參考網址:www.hkitblog.com/?p=13219
  3. Rick Merritt (2015/3/16),”SoC Spec Hits Version 1.0”。EETimes,ref. website: http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1326040
 
 
 
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