重新定义能效比 2020年提升25倍

  x86处理器已经统治了PC市场,ARM处理器正在统治手机和平板电脑市场,再加上POWER和x86芯片对峙的服务器市场,芯片市场出现了极大的变化。“用一种架构满足所有应用的时代已经一去不返,适应不同的应用需要不同架构的处理器。”AMD发言人曾如此表示。那么,未来的芯片将如何发展?AMD公司高级副总裁兼首席技术官Mark Papermaster将为ChinaByte比特网的读者揭秘。

  ChinaByte比特网:对整个业界来说,处理器的开发面临什么挑战?

  Mark Papermaster:在回答这个问题之前,我们先看看IT环境的变化。现在,我们已经身处大数据环境当中,这一步骤是从云端开始处理,并将数据传入到我们生活中各种设备当中,这是一个新计算时代的拐点。这种趋势意味着,人们身边的各种设备都需要有更好的人机交互,能更好地理解手势识别、实现增强现实等功能,这就是AMD所指出的环绕计算概念。要实现环绕计算,首先就需要处理器在能效比上有更多突破,这也是目前处理器研发的一个重要方向。

  以前,大家在开发处理器时是性能优先,这往往伴随着高功耗。但现在,业界,尤其是AMD都在追求高能效、低功耗,这意味着能效比非常重要。在数据中心,我们需要降低其运营成本,降低能源费用;在移动端,我们也需要有更高的能效比实现更长的设备续航时间,给用户带来更好的应用体验。在x86处理器方面,AMD有很好的经验来实现高能效;AMD具有世界领先的显卡芯片(GPU),它也具有高能效的特性。AMD现在要做的是通过让CPU和GPU协同计算,合理分配工作负载,从而实现最好的高能效,来满足客户需求。此外,AMD也在跟ARM合作,希望以x86芯片、ARM芯片、GPU等不同的架构来适应不同环境的需要——这就是AMD所提到的x86+ARM双架构计算。

  ChinaByte比特网:正如您所言,从APU到双架构,AMD在很坚决地执行融合战略。那么,AMD的融合战略路线图如何?围绕AMD的融合生态系统目前建设得如何?

  Mark Papermaster:我们融合的第一步就是把CPU和GPU放在一起,用一个非常直接的接口将两者接起来,但那时候还是各自独立访问内存;但在推出代号为Kaveri的第四代APU出现时,我们已经实现内存共享了。不仅如此,Kaveri还可以让CPU和GPU有效地互相协同运作,非常好地去实现异构计算。

  而在生态系统建设上,AMD在同软件厂商和合作伙伴合作,来开发基于APU的更好应用。总体而言,无论是融合理念还是异构计算,它们是很容易进行编程的。业界已成立了推广HSA(异构系统架构)基金会,其目的就是让大家能够用高级编程语言最好地利用HSA,更简单易用地部署HSA,发挥出更好的计算效果。

  ChinaByte比特网:回到能效问题上来,既然能效如此重要,那么在服务器、移动设备(平板、智能手机)及传统客户端设备(笔记本、台式电脑)会采用相同的能耗控制方案吗?

  Mark Papermaster:服务器的工作负荷与移动设备或笔记本平台大相径庭。移动平台负荷呈现峰谷交替的周期性,而服务器工作负荷则较为稳定,因而根据工作负荷需求,服务器需要不同的能耗管理和提高能效的方法。而AMD服务器类产品向来以改善能效为首要设计重点,并且目前正以ARM架构和高密度服务器为市场导向来实现更高能效的目标。

  ChinaByte比特网:未来的能效提升将主要由什么原因驱动?如果整体能效提升效果为1,那么不同方面所占比重大概是多少?

  Mark Papermaster:AMD产品更大程度上是在能耗控制技术和架构层面突破创新,使系统整体性能大大提高。其中最关键的创新是通过为相应的组件按需供电的智能能耗管理技术,可更加高效地完成任务,以便系统切换回超低功耗的闲置状态,以此实现降低能耗的目的。同时,通过异构系统架构(HSA)技术,能够持续改善GPU并行运算应用的能效,HSA使用的越多,这种趋势就越明显。以AMD旗下产品为例,虽然同样使用28nm制造工艺,但AMD 2014主流移动APU平台Beema的每瓦能效是前代Kabini平台的211%。

  ChinaByte比特网:您曾在2012年Hot Chip大会上,提出环绕计算概念,那么您认为要全面实现环绕计算蓝图大概还要多久?

  Mark Papermaster:2012年Hot Chips大会上,我们提出了环绕计算构想以及具体实现步骤。创造身临其境的虚拟世界需要巨大的原始处理能力,这要求未来引擎在实现超强运算处理能力的同时又必须高效节能。在大连软交会(CISIS)的讨论会上,我们已经重点介绍了环绕计算。比如,AMD 新一代APU Kaveri提供12个计算核心(4个压路机架构CPU核心、8个GCN架构GPU核心)、支持Mantle技术和32声道环绕立体声的True Audio技术。