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
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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