環繞計算掃清人機互動障礙

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一個眼神，一個手勢，你就可以控制所有的智能終端裝置，實現無障礙的人機互動。AMD的環繞計算將這種夢想變成了現實，也將重新定義計算的未來。

　　在一座360度的穹頂劇場內，一群動畫中的怪獸正在彈奏著各類樂器，而你可以用手勢來控制這些怪獸的行動。這不是天方夜譚，而是AMD利用先進的環繞技術打造出的Surround House(環繞屋)，它融合了音頻、視頻、環繞立體聲和手勢控制等，可以讓人們擁有身臨其境的360度環繞體驗。AMD倡導的環繞計算，將掃清人機互動的種種障礙，使得人與人、人與裝置、裝置與裝置之間的交流變得更加輕鬆、自由。

　　重新定義計算

　　每天，大量的資料從各種智能終端裝置和雲端向我們湧來，更好的人機互動成了迫切需求。AMD進階副總裁兼首席技術官Mark Papermaster(馬克·佩珀馬斯特)表示，AMD創造出了一種新的具有高效能的計算方式，稱之為環繞計算，它將重新定義現代計算。

　　環繞計算主要是在人機互動方面做了很多新的拓展，比如手勢識別、增強現實、虛擬現實等。環繞在人們周圍的各種裝置因為內建了更高效能的微處理器，可以讓人機互動變得更加智能，且不受時間、空間的限制，進而讓人們的數字生活變得更加安全、智能和便捷。

　　環繞計算的核心支撐還是APU。AMD長期致力於CPU與GPU的融合，並通過二者結合的產物APU實現應用的創新。AMD剛剛發布了第四代Kaveri APU，其最大的改變就是可以支援異構計算。Kaveri APU 中的CPU與GPU能夠共用記憶體，實現記憶體一致性，可以更加高效地實現協同計算。

　　在2012年的Hot Chips大會上，AMD提出了環繞計算的構想和具體的實現步驟。之後，AMD沿著環繞計算的道路，在相關技術和產品的研發上投入了大量精力，並取得了很大進展，環繞屋就是環繞計算的一個生動例證。除了帶來震撼的視聽效果以外，環繞屋的出現也表明，環繞計算技術已經走出實驗室，開始步入實用階段。

　　“人們用手勢就可以控制整個環繞屋的運作，實現非常友好的人機互動。環繞計算將改變未來動畫的趨勢。”Mark Papermaster表示：“環繞計算有幾項關鍵技術，包括語音辨識、手勢識別、臉部辨識等，而這些技術的實現全部依賴異構系統架構。”

　　創造讓人有身臨其境之感的虛擬世界需要巨大的原始處理能力，這要求未來的計算引擎在具有超強運算處理能力的同時還必須具有高效節能的特性。在剛剛結束的大連中國國際軟體和資訊服務交易會(CISIS)上，AMD給出了環繞計算的實證。比如，AMD新一代Kaveri APU可以提供12個計算核心(包括4個“壓路機”架構CPU核心、8個GCN架構GPU核心)，支援Mantle視覺加速技術和32聲道環繞立體聲True Audio技術。Kaveri APU基於異構系統架構，在提升效能的同時還可大幅降低能耗。

　　“若想實現身臨其境的運算體驗，以上各方面因素都十分關鍵，缺一不可。不過，這一切才剛剛開始。”Mark Papermaster告訴記者，“我們正處在新的計算時代的拐點。AMD是環繞計算的締造者。我們將通過環繞計算完全改變未來計算的方式。環繞計算將在未來創造出一個新的產品類別，主要服務於增強現實和虛擬現實。”

　　提升能效的三大關鍵

 

　　各類智能終端裝置，包括PC、智能手機、平板電腦甚至穿戴式裝置等，都將是環繞計算的重要載體。而為了方便溝通和移動，這些終端裝置會變得越來越小巧、便攜。因此，高能效的組件是必需的。

　　Mark Papermaster在中國國際軟體和資訊服務交易會的主題演講中明確表示，到2020年，AMD APU的能效將比現在提升25倍。為此，AMD將在APU本身的設計、能耗管理和異構系統架構的設計上推陳出新。

　　AMD將主要通過以下三方面的努力實現自己提高APU能效的承諾。

　　第一，異構計算和功耗最佳化。AMD通過異構系統架構將CPU和GPU的計算核心和數位訊號處理器等專用加速器整合在一顆晶片上，成為APU。AMD的這一創新通過取消獨立晶片之間的串連實現節能，CPU與GPU處於同等的計算地位，並使計算工作負載可以無縫轉移到最優的處理組件上，從而提高常見工作負載的能效。

　　Mark Papermaster介紹說：“AMD已經為嵌入式裝置和PC市場提供了具有HSA特性的APU，其半定製化的APU也在新一代的遊戲機中得到廣泛使用。”

　　第二，智能即時功耗管理。對功耗管理而言，儘快執行完任務並快速回到待機狀態，然後把待機功耗降到最低是至關重要的。最新的AMD APU可對工作負載和應用進行即時分析，動態調整主頻來達到最優的吞吐率。同樣，AMD的平台感應功耗管理技術可以讓處理器通過超頻來快速完成任務，然後迅速回到低功耗待機狀態。

　　第三，未來的能效創新。能效的提升需要技術創新來推動。多年前，AMD就意識到能效的重要性並積極投入研發，推出了許多創新的技術，包括幀間功率門控、多域自適應電壓、電壓島、系統組件深度整合等，這些技術加上AMD進行中的能效方面的創新，將更有效地提高APU的能效。

　　“AMD的長處在於通過能耗控制技術和架構上的創新，提升系統整體的能效。”Mark Papermaster介紹說，“其中最關鍵的創新是為相應的組件按需供電的智能能耗管理技術，它可以更高效地完成任務，以便使系統快速切換到超低功耗的閑置狀態，實現節能。此外，通過採用異構運算技術，可以持續改善GPU在並行計算中的能效。異構運算使用的越多，能效改善的效果就越明顯。”

　　以AMD的產品為例，雖然同樣使用28nm製造工藝，但2014年推出的全新的主流移動APU平台Beema的每瓦能效是前一代Kabini平台的211%。

　　伺服器與行動裝置在節能設計上有不同的思路，因為伺服器的工作負載與行動裝置的負荷大相徑庭。移動平台的負荷呈現峰穀交替的周期性，而伺服器的工作負載則較為穩定。

　　根據工作負載的需求，伺服器需要不同於行動裝置的能耗管理和提高能效的方法。Mark Papermaster表示，AMD伺服器產品向來以改善能效為設計的首要因素，通過採用ARM處理器和高密度伺服器的架構，可以達到更高的能效。

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　　融合帶來更好的應用體驗

　　從APU到雙架構計算，AMD一直十分堅決地執行其融合戰略。無論是CPU與GPU的融合，還是x86與ARM的融合，AMD都引領了業界的技術發展潮流。Mark Papermaster表示：“融合的第一步是把CPU與GPU結合在一起，並且採用一個非常直接的介面將兩者串連起來。但在融合的初期，CPU與GPU還是處於獨立的記憶體訪問，等到第四代Kaveri APU推出時，則真正實現了記憶體共用與記憶體一致性，這使得GPU+CPU可以有效地協同運作，更好地支援異構計算。”

　　無論是APU還是雙架構計算，都需要一個廣泛的生態系統來支援並推動其應用。AMD已經與許多軟體廠商結成了夥伴關係，加強基於APU的應用開發。“為了更好地推動HSA異構系統架構的開發和應用，我們成立了HSA基金會，目的是讓夥伴可以更好地利用異構計算平台，使用更進階的程式設計語言，達到更好的計算效果。”Mark Papermaster介紹說，目前，全球已有40家公司加入了HSA(異構系統架構)基金會，這些成員與AMD有同樣的理想，就是更簡單地部署和使用異構計算。

　　以前，人們通常習慣性地將AMD與Intel放在一起比較，但從最近幾年的情況看，兩家公司的定位與發展思路發生了較大差異，AMD已明確了走融合的發展道路。

　　“我們的願望是給使用者帶來更好的應用體驗。”Mark Papermaster補充說，“我們提供各類高能效的計算引擎，包括CPU、APU、顯卡等，希望協助使用者更容易地實現環繞計算。我們與所有的軟體開發商一起努力工作，希望更容易地開發出相關應用，並運行在AMD高能效的計算平台之上，不斷最佳化工作負載，為使用者帶來更好的體驗。”

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