CPU和GPU真融合 APU異構系統架構解析

    HSA用一句話來概括就是：一種智能計算架構，通過無縫地分配相應的任務至最適合的處理單元，使CPU、GPU和其他處理器和諧工作在單一芯片上。

    上一代APU雖然已經將CPU和GPU無縫融合在了一起，但并沒有實現“分配相應的任務至最適合的處理單元”，這就是HSA架構的精髓，也是AMD未來APU想要努力實現的方向。

    HSA系統的幾大特性：

　　 1. 任何處理單元的數據可以輕易地被其它處理單元所訪問；
　　 2. 異構計算不僅包括GPU，還包括其它專用處理單元或協處理器；
　　 3. 編程人員不用知道程序在什么處理單元上運行；
　　 4. GPU和其它處理單元無縫訪問虛擬內存，解決數據搬遷瓶頸，數據無需復制。

    HSA成功的一個關鍵是最小化應用程序移植的代價。從過去的經驗來看，要求軟件供應商修改代碼以適應新的硬件的這種做法充其量只能獲得有限度的成功。對于廠商專有解決方案就更是如此了。要成為主流技術，必須降低使用者的門檻。這就是HSA的設計思路。HSA解決方案為應用程序員提供了硬件、接口、通用的中間語言和基本的運行時環境，封裝并隱藏了內存一致性，任務調度管理等等復雜的底層細節。

    我們的系統中會有很多處理器、音頻處理器、視頻處理器、固定功能加速器，圖形信號處理器等，很多時候這些處理器都是需要協同工作的，實際上在異構系統當中已經變成可能，由完全一致性的共享內存使整個處理器的各個子系統一次性的可見變成一種可能。HSA架構下，GPU也是支持C++的，最重要的是CPU指針，在現在操作系統當中，內存實際上是通過虛擬內存的管理來實現的，實際上在異構系統當中最重要的變化是這種配置是全局可見的，在未來GPU將變成可搶占性的，意味著操作系統是可以參與調配的。