Accelerated Processing Unit
Jako APU (z anglického Accelerated Processing Unit) je nazýván čip, do kterého je v jednom pouzdře integrováno jádro (nebo jádra) CPU a zároveň GPU, tedy jak centrální procesorové, tak grafické jednotky.
Design a vlastnosti APU
Návrh APU odstraňuje řadu problémů díky zlepšení komunikace mezi jádry CPU a jádry GPU. Vlivem této integrace se u počítačů s APU význě zlepšuje poměr výkon/cena. Dnes již klasické použití APU je pro vysoce mobilní přístroje, jako jsou mobilní telefony, netbooky, tablety. Největší přínos APU pro desktopy a servery, je za pomoci nových standardizovaných rozhraní a knihoven, jako jsou pro obecné výpočty DirectCompute, OpenCL a WebCL.
První APU byly použity v systémech s nízkým výkonem, kde se díky integraci CPU a GPU šetřila energie. V současné době se navíc APU používají i v systémech, kde hlavně přinášejí vysoký výkon v jednoduché přesnosti FLOPS (hrací konzole a modelování).
Typickými APU orientovaným na vysoký výkon jsou APU od firmy AMD, které jsou použity v konzolích PlayStation 4, které mají celkový výkon vyšší než 1 TFlops (jednoduchá přesnost). Podobné vlastnosti má i APU použité v konzoli Xbox One. V obou případech jde o APU s osmijádrovým CPU, vysoce výkonným GPU a pamětí sdílenou jak CPU, tak i GPU. Cílem tohoto řešení je dokonalá spolupráce systémů APU a tím pádem co nejvyšší reálný výkon konzolí.
Důležitým předpokladem efektivního využití APU je podpora ze strany software pro efektivního implementaci softwarového rozhraní. Přelomem pro využití APU byla podpora DirectX 11,[1] od firmy Microsoft, se kterou přišlo výpočetní rozhraní DirectCompute 1. Také v oblasti otevřeného software, došlo k podpoře APU a to zejména díky podpoře stále významnějšího výpočetního rozhraní OpenCL.
Poslední přijatá verze OpenCL 2.0 rázně omezuje nutnost intervencí CPU do práce GPU v nejnovějších APU, takže dále silně snižuje nutnost přenášení dat mezi CPU a GPU v rámci APU. Vlastně se tak rozšiřuje množina problémů a algoritmů, které je možno řešit téměř bez zásahu CPU. Řešení za pomoci GPU je totiž obvykle méně energeticky náročné, a u stále většího množství úloh i výrazně výkonnější. V podstatě se dá říci, že cílem APU je maximální využití GPU z důvodu jeho mnohem vyšší efektivity než u současných CPU.
Čipy APU
Toto pojmenování zavedla v roce 2010 společnost AMD spolu s uvedením svého projektu AMD Fusion s modely Ontario, Zacate, Llano, …. První APU (CPU a GPU v jednom pouzdře) však přišlo již v roce 2006 spolu s procesorem Intel Atom. Oba čipy oproti běžným desktopovým procesorům disponují miniaturními velikostmi (Intel Atom 9,1×9,6 mm a AMD Ontario 8,1×9,1 mm) a mnohem menším TDP (např. AMD Ontario má mít 9 W, běžné procesory přitom dosahují 65–95 W). Třetí hráč na trhu procesorů architektury x86, společnost VIA pro rok 2011 chystá APU čipy NANO.[2] Pro ARM žádné APU návrhy zatím nejsou známy; pokud by se měly objevit, dá se (soudě podle zlomkové spotřeby ARM procesorů oproti procesorům x86) předpokládat ještě mnohem menší TDP než má současný návrh AMD Ontario.
Budoucnost APU
- AMD vydala dokument „Future is Fusion“,[3] ve kterém vyjádřila názor, že ve vývoji procesorů nastává nová epocha více specializovaných, vícejádrových heterogenních čipů; a dala jasně najevo, že koncepci APU bude v následujících letech věnovat velkou pozornost.
- Skupina JPR (Jon Peddie Research) provedla studii[4] nástupu hybridních procesorů a odhad jejich budoucího vývoje. Závěrem její studie bylo, že již v roce 2014:
- bude 80 % počítačů používat hybridní čip,
- klesne podíl integrovaných grafických procesorů na 0,3 % (a kompletně zanikne v následujícím roce),
- podíl diskrétních integrovaných obvodů klesne z cca 30 % v roce 2009 na 10 %
- podíl hybridních čipů (ať už sdílených na čipu nebo pouzdru) poroste o 20 procentních bodů za rok
- každý 5. až 4. hybridní čip bude mít sdílení CPU a GPU přímo na čipu
Reference
Externí odkazy
- AMD Kabini: 25W APU a zbrusu nový socket (česky), Svět Hardware, 14.4.2014
- Uvedení APU Kaveri (anglicky), AMD press release, 17.ledna 2014
- APU Kaveri: výkon 856 GFLOPS a jiné detaily, Svět hardware, 14.listopadu 2013
- Konec grafických čipů v základních deskách, Živě, 15. září 2010
- AMD Llano vyfoceno – dostupnost v počítačích ale bude až v létě 2011!
- AMD prezentovalo výkon FUSION – Bobcat má vyšší grafický výkon než Core i5!