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AMD introduce la Tecnología hUMA para ofrecer armonía entre sistemas HSA

CPU y GPU compartiendo la misma memoria

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La llegada de los APUs (Accelerated Processing Units) marcó el comienzo de la visión de AMD por ofrecer en una misma pieza de silicio la capacidad de ejecutar aplicaciones seriales y paralelas. Sin embargo, como se ha visto hasta ahora, la meta todavía no se ha alcanzado. Uno de los problemas que lo ha evitado es la pobre comunicación que ha existido entre el CPU y GPU lo que en consecuencia ha llevado al desarrollo de aplicaciones de propósito general (General-purpose graphics processing unit, GPGPU) que si bien ha resultado en una solución eficiente al problema, la limitante que sigue existiendo radica en lo complejo que representa su programación.

Lo que ha planteado AMD para darle solución definitiva y forma a lo que han venido impulsando desde los últimos años como sistemas HSA (Heterogeneous System architecture), durante una conferencia reciente se presentó la Tecnología hUMA (heterogeneous Uniform Memory Access) mediante la cual buscan que en las próximas generaciones de APUs, el CPU, GPU y otros procesadores trabajen en armonía teniendo acceso a los mismos recursos de memoria y sea más eficiente la forma en la que asignen tareas.

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La diferencia que esto representa con respecto a la generación actual de APUs es que el CPU y el GPU que se localizan en el mismo die se comunican mediante la Tecnología NUMA (non-uniform memory access) en la que cada procesador tiene acceso a sus propios recursos de memoria. La limitante que esto ocasiona es que si el CPU necesita que se ejecute una tarea en el GPU, primero tiene que copiar la información de la memoria del CPU a la memoria del GPU, y una vez haya terminado el GPU, lo mismo tiene hacerse en viceversa.

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Aunque esto soluciona las diferencias que existe en código propias de un CPU y el GPU, esto requiere del uso inevitable de apuntadores para coordinar el acceso correcto a los recursos de memoria de cada procesador y evitar incoherencias de copiado/lectura. El gran contra que resulta de este proceso de copiado es que lleva tiempo y ya que la eficiencia de un sistema esta dado por la velocidad en que procese información esto, inevitablemente, se traduce en pérdida de rendimiento.

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Aquí es donde hUMA entra en acción. Esto se debe a que su implementación representa la unificación de los bloques de memoria del CPU y GPU permitiendo que cada procesador tenga acceso constante a la misma información y sean capaces de leerla y escribirla, aún cuando algo de ellos haya modificado un valor. De esta manera se soluciona el paso adicional que representa el proceso de copiado, además de permitir que el GPU tenga acceso completo a direcciones de memoria del CPU lo cual puede resultar muy útil en entornos virtuales.

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También, indudablemente, la otra gran ventaja que hUMA representa es volver más sencillo la programación, evitando la complicada tarea de programar dos veces, una para el CPU y otra en el GPU, como usualmente ocurre cuando se programa en OpenCL y CUDA.

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De acuerdo a AMD, ésta tecnología será implementada por primer vez a nivel hardware en la 4ta generación de APUs “Kaveri”, sucesores de las aún no lanzadas APUs “Richland”, que utilizarán la arquitectura “Steamroller” y están programadas para la segunda mitad del 2013. Según parece, las actuales APUs “Kabini” de bajo consumo no cuentan con todas las funciones hUMA habilitadas pero deberían representar un paso importante impulsando sistemas HSA.

En principio es posible que solo veamos a hUMA actuar entre el CPU y el IGPU pero en un futuro y con el apoyo que esta recibiendo AMD mediante la Fundación HSA por parte de compañías líderes en la industria como ARM, Qualcomm, Samsung y Texas Instruments, es posible que esto de lugar a que los procesadores AMD basados en la arquitectura HSA coexistan con otros procesadores x86/ARM y se abra la oportunidad en el mercado server y en móviles.

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Fuente: Arstechnica, Toms Hardware

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Acerca de Victor Padró

Apasionado por la tecnología y el aprendizaje, observador, feliz padre, ultra fan de Atari y Star Wars, apasionado por el Fútbol y amante del buen cine. Head Manager de HardwareMX.

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