Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из AMD Stream SDK )
Перейти к навигации Перейти к поиску

AMD FireStream - это торговая марка AMD для линейки продуктов на базе Radeon, предназначенных для потоковой обработки и / или GPGPU в суперкомпьютерах . Первоначально разработанная ATI Technologies для Radeon X1900 XTX в 2006 году, линейка продуктов ранее называлась как ATI FireSTREAM, так и AMD Stream Processor . [1] AMD FireStream также может использоваться в качестве сопроцессора с плавающей запятой для разгрузки вычислений ЦП, что является частью Torrenzaинициатива. Линия FireStream была прекращена с 2012 года, когда рабочие нагрузки GPGPU были полностью включены в линейку AMD FirePro .

Обзор [ править ]

Линия FireStream - это серия дополнительных карт расширения, выпущенных с 2006 по 2010 год, основанных на стандартных графических процессорах Radeon, но предназначенных для использования в качестве сопроцессора общего назначения , а не для рендеринга и вывода 3D-графики. Как и линейка FireGL / FirePro , им было предоставлено больше памяти и пропускной способности памяти, но карты FireStream не обязательно имеют порты вывода видео. Все они поддерживают 32-битную одинарную точность с плавающей запятой , и все, кроме первого выпуска, поддерживают 64-битную двойную точность . Линия была объединена с новыми API-интерфейсами, чтобы обеспечить более высокую производительность, чем могут обеспечить существующие API-интерфейсы шейдеров OpenGL и Direct3D , начиная сClose to Metal , затем OpenCL и Stream Computing SDK и, в конечном итоге, интегрирован в APP SDK .

Для высокопараллельных математических рабочих нагрузок с плавающей запятой карты могут ускорить большие вычисления более чем в 10 раз; Folding @ Home, самый ранний и один из самых заметных пользователей GPGPU, получил производительность процессора в 20-40 раз выше. [2] Каждый пиксельный и вершинный шейдер или унифицированный шейдер в более поздних моделях может выполнять произвольные вычисления с плавающей запятой.

История [ править ]

После выпуска графических ядер Radeon R520 и GeForce G70 с программируемыми шейдерами большая пропускная способность с плавающей запятой привлекла внимание академических и коммерческих групп, экспериментирующих с их использованием для неграфической работы. Этот интерес привел ATI (и Nvidia ) к созданию продуктов GPGPU, способных вычислять математические формулы общего назначения массово параллельным способом - для обработки тяжелых вычислений, традиционно выполняемых на процессорах и специализированных сопроцессорах математических вычислений с плавающей запятой . Предполагалось, что блоки GPGPU будут иметь немедленный прирост производительности в 10 или более раз по сравнению с современными расчетами только для многопроцессорных процессоров.

С развитием высокопроизводительных X1900 XFX почти закончена, ATI на основе свой первый дизайн поток процессора на нем, объявив его в качестве предстоящего ATI FireStream вместе с новым Рядом с Metal API на SIGGRAPH 2006. [3] Само ядро было главным без изменений, за исключением удвоения встроенной памяти и пропускной способности, аналогично FireGL V7350 ; поддержка новых драйверов и программного обеспечения составила большую часть разницы. Folding @ home начал использовать X1900 для общих вычислений, используя предварительный выпуск версии 6.5 драйвера ATI Catalyst, и сообщил о 20-40-кратном улучшении графического процессора по сравнению с процессором. [2] Первый продукт был выпущен в конце 2006 года и получил название AMD Stream Processor.после слияния с AMD. [4]

В 2007 году бренд стал AMD FireStream со вторым поколением потоковых процессоров, основанных на чипе RV650 с новыми унифицированными шейдерами и поддержкой двойной точности. [5] Асинхронный DMA также повысил производительность, позволив увеличить пул памяти без помощи ЦП. Была выпущена одна модель, 9170, по начальной цене 1999 долларов. Планы включали разработку потокового процессора на модуле MXM к 2008 году для портативных компьютеров [6], но так и не были выпущены.

Третье поколение быстро последовало в 2008 году с резким улучшением производительности ядра RV770; 9250 почти вдвое превзошел 9170 по производительности и стал первым одночиповым процессором с терафлопами , несмотря на то, что цена упала до уровня ниже 1000 долларов. [7] Вскоре после этого был выпущен более быстрый собрат, 9270, по цене 1999 долларов.

В 2010 году вышло последнее поколение FireStreams - карты 9350 и 9370, основанные на чипе Cypress, представленном в HD 5800. Это поколение снова удвоило производительность по сравнению с предыдущим: до 2 терафлопс у 9350 и 2,6 терафлопс у 9370. , [8] и был первым, созданным с нуля для OpenCL . Это поколение также было единственным с полностью пассивным охлаждением, а активное охлаждение отсутствовало.

Поколения Северных и Южных островов были пропущены, и в 2012 году AMD объявила, что новые серии FirePro W (рабочая станция) и S (сервер), основанные на новой архитектуре Graphics Core Next, заменят карты FireStream. [9]

Модели [ править ]

  • FireStream 9170 включает Direct3D 10.1, OpenGL 3.3 и APP Stream
  • FireStream 92x0 включает Direct3D 10.1, OpenGL 3.3 и OpenCL 1.0
  • FireStream 93x0 включает Direct3D 11, OpenGL 4.3 и OpenCL 1.2 с последними обновлениями драйверов
Модель
( кодовое имя )		ЗапускАрхитектура
( Fab )		 Интерфейс шиныПотоковые процессорыТактовая частотаобъем памятиВычислительная мощность [a]
( GFLOPS )		TDP ( Вт )
Ядро (МГц)Память (МГц)Размер ( МБ )ТипШирина шины ( бит )Пропускная способность ( ГБ / с)ОдинокийДвойной
Потоковый процессор
(R580)		2006 г.R500
80 нм		2406001024GDDR325683,2375 [10]N / A165
FireStream 9170
(RV670) [11] [12]		8 ноября 2007 г.TeraScale 1
55 нм		PCIe 2.0 x163208008002048GDDR325651,2512102,4105
FireStream 9250
(RV770) [13] [14]		16 июня 2008 г.TeraScale 1
55 нм		PCIe 2.0 x168006259931024GDDR325663,61000200150
FireStream 9270
(RV770) [15] [16]		13 ноября 2008 г.TeraScale 1
55 нм		PCIe 2.0 x168007508502048GDDR5256108,81200240160
FireStream 9350
(Cypress XT) [17]		23 июня 2010 г.TeraScale 2
40 нм		PCIe 2.1 x16144070010002048GDDR52561282016 г.403,2150
FireStream 9370
(Cypress XT) [18]		23 июня 2010 г.TeraScale 2
40 нм		PCIe 2.1 x16160082511504096GDDR5256147,22640528225


  1. ^ Точность вычисляется исходя из базовой (или ускоренной) тактовой частоты ядра на основеоперации FMA .


Программное обеспечение [ править ]

См. Также: Рядом с металлом

AMD FireStream был запущен с поддержкой широкого спектра программных платформ. Одной из поддерживающих компаний была PeakStream (приобретенная Google в июне 2007 года), которая первой предоставила открытую бета- версию программного обеспечения для поддержки CTM и AMD FireStream, а также процессоров x86 и Cell (Cell Broadband Engine). После запуска программного обеспечения PeakStream было заявлено, что FireStream в типичных приложениях в 20 раз быстрее, чем обычные процессоры [ необходима цитата ] . RapidMind также предоставил программное обеспечение для обработки потоковых данных, которое работало с ATI и NVIDIA, а также с процессорами Cell. [19]

Комплект для разработки программного обеспечения [ править ]

Отказавшись от недолговечного API Close to Metal , AMD сосредоточилась на OpenCL . AMD впервые выпустила свой Stream Computing SDK (v1.0) в декабре 2007 года в соответствии с лицензионным соглашением AMD EULA для работы в Windows XP . [19] SDK включает "Brook +", оптимизированную для оборудования AMD версию языка Brook, разработанного Стэнфордским университетом, который сам является вариантом ANSI C ( язык C ), с открытым исходным кодом и оптимизированным для потоковых вычислений. Core Math Library AMD (ACML) и AMD Performance Library(APL) с оптимизацией для AMD FireStream и видеотеки COBRA (далее переименованной в «Accelerated Video Transcoding» или AVT) для ускорения перекодирования видео . Другая важная часть SDK, Compute Abstraction Layer (CAL), представляет собой уровень разработки программного обеспечения, предназначенный для низкоуровневого доступа через аппаратный интерфейс CTM к архитектуре графического процессора для программного обеспечения для настройки производительности, написанного на различных языках программирования высокого уровня .

В августе 2011 года AMD выпустила версию 2.5 комплекта разработки программного обеспечения ATI APP [19], которая включает поддержку OpenCL 1.1 , языка параллельных вычислений, разработанного Khronos Group . Концепция вычислительных шейдеров , официально называемая DirectCompute, в API нового поколения Microsoft под названием DirectX 11 уже включена в графические драйверы с поддержкой DirectX 11.

AMD APP SDK [ править ]

Основная статья: AMD APP SDK

Контрольные показатели [ править ]

Согласно продемонстрированной AMD системе [20] с двумя двухъядерными процессорами AMD Opteron и двумя ядрами графического процессора Radeon R600 под управлением Microsoft Windows XP Professional , 1  терафлоп (TFLOP) может быть получен с помощью универсального вычисления умножения-сложения (MADD). Для сравнения: процессор Intel Core 2 Quad Q9650 с тактовой частотой 3,0 ГГц в то время мог достигать 48 GFLOPS. [21]

В ходе демонстрации антивирусного сканирования Kaspersky SafeStream, оптимизированного для потоковых процессоров AMD, в 2007 году удалось выполнить сканирование в 21 раз быстрее с ускорением на основе R670, чем с поиском, выполняемым полностью на Opteron [22].

Ограничения [ править ]

  • Рекурсивные функции не поддерживаются в Brook +, потому что все вызовы функций встроены во время компиляции. CAL поддерживает 32 уровня функций (рекурсивных или иных). [23]
  • Поддерживается только билинейная фильтрация текстур; MIP- текстуры и анизотропная фильтрация не поддерживаются.
  • Функции не могут иметь переменное количество аргументов. Та же проблема возникает для рекурсивных функций.
  • Преобразование чисел с плавающей запятой в целые на графических процессорах выполняется иначе, чем на процессорах x86; он не полностью соответствует стандарту IEEE-754 .
  • Выполнение «глобальной синхронизации» на GPU не очень эффективно, что заставляет GPU разделять ядро и выполнять синхронизацию на CPU. Учитывая переменное количество мультипроцессоров и другие факторы, возможно, не существует идеального решения этой проблемы.
  • Пропускная способность шины и задержка между процессором и графическим процессором могут стать узким местом .

См. Также [ править ]

  • Обработка потока
  • Гетерогенная системная архитектура
  • Аналогичное решение NVIDIA Tesla от Nvidia
  • Intel Xeon Phi аналогичное решение от Intel
  • Open Computing Language ( OpenCL ) - отраслевой стандарт
  • Compute Unified Device Architecture ( CUDA ) - проприетарное решение только для Nvidia
  • Список графических процессоров AMD

Ссылки [ править ]

  1. ^ Пресс-релиз AMD
  2. ^ a b Гасиор, Джефф (16 октября 2006 г.). «Более пристальный взгляд на Folding @ home на GPU» . Технический отчет . Проверено 26 мая 2016 .
  3. ^ ATI SIGGRAPH 2006 Презентация (PDF) (Отчет). ATI Technologies.
  4. ^ Valich, Тео (16 ноября 2006). «Представлена ​​плата ATI FireSTREAM AMD Stream» . Спрашивающий . Проверено 26 мая 2016 .
  5. ^ «AMD поставляет процессор первого потока с технологией двойной точности с плавающей запятой» . AMD. 8 ноября 2007 года Архивировано из оригинала на 2017-06-19 . Проверено 26 мая 2016 .
  6. ^ Презентация AMD WW HPC 2007 (PDF) (Отчет). п. 37.
  7. ^ «Процессор AMD Stream первым преодолеет барьер в 1 терафлоп» . AMD. 16 июня 2008. Архивировано из оригинала на 2017-06-19 . Проверено 26 мая 2016 .
  8. ^ «Новейшие ускорители вычислений AMD FireStream (TM) GPU обеспечивают почти двукратную пиковую производительность с одинарной и двойной точностью и производительность на ватт по сравнению с последним поколением» . AMD. 23 июня 2010 года Архивировано из оригинала на 2017-06-19 . Проверено 26 мая 2016 .
  9. ^ Смит, Райан (14 августа 2012 г.). «Обзор AMD Firepro W9000 W8000, часть 1» . Anandtech.com . Проверено 28 июня +2016 .
  10. ^ «Beyond3D - ATI R580: Radeon X1900 XTX и Crossfire» . www.beyond3d.com .
  11. ^ «AMD поставляет процессор первого потока с технологией двойной точности с плавающей запятой» . AMD. 8 ноября 2007 . Проверено 26 мая 2016 .
  12. ^ «Спецификации AMD FireStream 9170» . TechPowerUp .
  13. ^ AMD FireStream 9250 - страница продукта, заархивированная 13 мая 2010 г., на Wayback Machine
  14. ^ «Спецификации AMD FireStream 9250» . TechPowerUp .
  15. ^ AMD FireStream 9270 - Страница продукта архивации 16 февраля 2010, в Wayback Machine
  16. ^ «Спецификации AMD FireStream 9270» . TechPowerUp .
  17. ^ «Спецификации AMD FireStream 9350» . TechPowerUp .
  18. ^ «Спецификации AMD FireStream 9370» . TechPowerUp .
  19. ^ Б с AMD APP SDK загрузки страницы архивация 2012-09-03 в Вайбаке машина и Stream Computing SDK EULA Архивированный 6 марта 2009 года, в Wayback Machine , извлекаться 29 декабря 2007
  20. ^ Отчет HardOCP архивации 2016-03-04 в Wayback Machine , получен 17 июля 2007
  21. ^ Метрики соответствия экспорта микропроцессоров Intel
  22. ^ Valich, Theo (12 сентября 2007). «GPGPU резко ускоряет работу антивирусного ПО» . Спрашивающий . Проверено 26 мая 2016 .
  23. ^ Справочное руководство AMD по промежуточному языку, август 2008 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • Часто задаваемые вопросы по ATI Stream Technology, заархивированные 30 декабря 2010 г., на Wayback Machine
  • ATI Stream опубликовал статьи и презентации
  • SDK ATI Stream
  • Статья AnandTech о распределенных вычислениях
  • AMD Intermediate Language Reference Guide (CAL) v2.0, февраль '09