AMD A10-7850K 'Kaveri' review: AMD's nieuwste APU

HSA: CPU en GPU werken beter samen

De belangrijkste vernieuwing in Kaveri is iets waar we slechts met toekomstige software profijt van kunnen hebben. Kaveri is de eerste chip die werkt volgens het Heterogeneous System Architecture ofwel kortweg HSA principe. In een notendop zorgt HSA er voor dat CPU- en GPU-kernen beter kunnen samenwerken. HSA is overigens niet iets waar AMD als enige aan werkt: in de zogenaamde HSA Foundation die de standaard ontwikkeld zitten meer grote namen als ARM, Qualcomm en Samsung, naast vele andere partijen. Het maakt dat HSA in de toekomst ook onderdeel zal gaan worden van onder meer de ARM-architectuur. De belangrijkste ontbrekende in het lijstje is natuurlijk Intel en dat is uiteraard een bedreiging voor AMD. Aan de andere kant: met x86-64 is het AMD eerder gelukt om als eerste een nieuwe standaard in de PC-wereld te introduceren en Intel te laten volgen. HSA kan gebruikt worden via de nieuwste versie van de OpenCL API, versie 2.0, waarmee CPU- en GPU-kernen ingeschakeld kunnen worden voor parallelle workloads.

HSA binnen Kaveri bestaat uit twee belangrijke vernieuwingen die eerder niet mogelijk waren. Allereerst is er de Heterogeneous Unified Memory Architecture, kortweg hUMA. Deze architectuur maakt het mogelijk dat GPU en GPU op identieke wijze de beschikking hebben over het gehele interne geheugen van de PC en ook gebruik kunnen maken van dezelfde gedeeltes van het geheugen, om zo efficiënt data uit te wisselen. Zonder hUMA moest tot nu toe voor GPGPU-applicaties data altijd van een door de CPU gereserveerd gedeelte van het geheugen gekopieerd worden naar een door de GPU gereserveerd gedeelte. Afgezien van het feit dat data hiermee dubbel in het geheugen staan en er veel nutteloze kopieeracties plaats vinden, zorgt het potentieel ook voor problemen om de data synchroon te houden. Dankzij hUMA is die zogenaamde coherence verankerd en kunnen CPU en GPU tegelijkertijd in hetzelfde geheugen werken als ze bezig zijn met dezelfde taak en zijn dus al die problemen voorbij.

Daarnaast is er Heterogeneous Queuing ofwel hQ. Deze techniek maakt er een eind aan dat de GPU per definitie als tweederangs processor werkt. hQ maakt het mogelijk dat CPU en GPU als gelijken elkaar opdrachten kunnen laten uitvoeren. Dus niet alleen kan de CPU betaalde taken overdragen aan de GPU, zoals nu gebruikelijk is, maar ook andersom. De combinatie van hUMA en hQ moet het mogelijk maken dat CPU en GPU veel beter kunnen samenwerken aan taken.

Tijdens de perspresentatie gaf AMD diverse voorbeelden van hoe GPGPU-code dankzij HSA en OpenCL 2.0 een stuk korter, eenvoudiger en efficiënter kan worden dan dat nu het geval is. Met de nodige ontwikkeltools is AMD druk in de weer om softwareontwikkelaars warm te laten lopen voor HSA. Zoals we al schreven kan middels OpenCL gebruik gemaakt worden van de nieuwe HSA-features. AMD heeft verder een open source uitbreiding getiteld APARAPI op Java-ontwikkeld, die OpenCL code binnen Java mogelijk maakt. APARAPI voor Java 8 zal verdere HSA functies mogelijk maken en bij Java 9 codenaam Sumatra zal HSA-support helemaal in 's werelds meest populaire programmeertaal ingebakken zitten. Verder heeft AMD haar eigen APP SDK en MEDIA SDK waar developers standaard code uit kunnen gebruiken inmiddels geüpdate om beter gebruik te kunnen van de nieuwe mogelijkheden van Kaveri. 

AMD toonde al een demonstratie van een met HSA-code geoptimaliseerde versie van de spreadsheet applicatie van Libreoffice die tot acht keer sneller dan een Core i5 financiële berekeningen kan uitvoeren. Ook toonde men een HSA-geoptimaliseerde versie van Corel Aftershot, die veel sneller kleurbewerkingen aan foto's kan doen. Maar laat één ding duidelijk zijn: de echte HSA-revolutie moet nog gaan plaatsvinden.

Steeds meer open source software maakt gebruik van GPU-acceleratie. AMD hoopt op een snelle opmars van HSA.