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AMD FireStream

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FireStreamATI研發的一個流處理器系列,在AMD收購ATI後改為 Firepro S 系列,建基於Radeon圖形顯示芯片,提供高性能計算能力。FireStream產品中的顯核不是用來作3D加速用途,而是利用顯核內置的強大像素處理器變成一群並行處理器,作為浮點運算協處理器,協助中央處理器計算複雜的浮點運算程序,例如複雜的科學運算。

而早在數年前,人們就意識到GPU不但可以處理圖形數據,還可以處理其他數據。BionicFX就試過利用GeForce 6800處理音頻數據,ATI亦做過同樣的試驗。而且史丹佛大學的Folding@Home研究項目亦可利用Radeon X1900作運算加速[1];通過GPU來模擬蛋白質合成,進而找尋有關蛋白質的疾病。

R520系列顯核問世以來,基於它的可編程結構,ATi已投入大量資源研究GPGPU,意即使用顯核來作非3D運算,處理一般在主流伺服器和桌面處理器上運行的軟體,據稱性能比CPU高出10-30倍,並於稍後宣佈其「流計算(通用計算)」(Stream Computing/General Purpose Computing)概念,同時發布ATI FireStream流處理器,使用名為「Close To Metal」(CTM)的硬件界面,直接跳過3D應用程序接口,如DirectX,讓開發者可以充分利用流處理器架構的特性,以最符合流處理器使用的原則對程序進行優化。

第一個產品,FireStream 580,是建基於R580圖形芯片。它將是一塊採用R580顯核的特殊顯示卡,R580顯示核心中的48個獨立的像素處理器能帶來強大的浮點運算性能。該產品採用PCI Express x16作為介面,流處理器的頻率是600 MHz,可以同時執行512線程,並配備了1GB GDDR3記憶體,頻率是1300 MHz。並有可能使用多個核心並行處理數據。這個流處理器的功耗為165瓦特

在AMD於2006年中成功收購ATI後,ATi成為AMD旗下的圖形產品部門,並於2006年11月15日正式發布了業界首款「流處理器」(Stream Processor)。這款流處理器利用AMD旗下的圖形產品部門,原先是用於Radeon X1900顯示卡上的ATI R580顯示核心作為基礎。ATI FireStream 580並可以作為AMD的Torrenza協處理平台的附件加速芯片。

當今最強大的計算機之一是IBM的藍色基因/L,它擁有65536個雙核心處理器,亦即是131072個處理核心,運算性能是367TFlops。理論上,只需不到1000個流處理器,就能達到藍色基因/L的性能水平。因為每個FireStream流處理器能提供至少375 GFLOPS的運算能力。藉助CTM硬件界面,系統就能直接控制流處理器和其記憶體,不用再通過3D API Layer,所以性能是處理圖形數據時的8倍。由於CTM是開放性設計,開發商可將指令集輸入至顯示記憶體中,成為可編程處理器。

根據AMD展示的系統,採用微軟Windows XP Professional,採用AMD的Opteron雙核心處理器,搭配2張AMD R600流處理器,藉助1個通用的MADD計算,這個系統每秒就能完成1萬億次浮點計算,性能是目前頂級系統的10倍。這是由於流處理器核心擁有大量平行處理器,能輕易提升浮點運算性能。

一家名為Peakstream的公司(已被Google收購)宣佈,只需利用軟體,配合x86或者Cell處理器,就可以發揮出顯示卡強大的浮點運算性能,應用於普通的程序中,而速度會較普通CPU快上20倍。直至Google收購的一刻,該軟體只支援ATI的顯示核心 [來源請求]

2007年十一月末,AMD正式發布第二代FireStream流處理器,AMD FireStream 9170,建基於55 nm製作工藝的ATI RV670顯核,提供業界首個雙精度浮點運算流處理器,並達到500 GFLOPS單精度浮點運算速度,功耗向下調至不多於150瓦特。並將於2008年第一季推出FireStream SDK,提供Compute Astraction Layer(CAL),成為一個完整的軟體編寫與開發平台,讓開發人員利用高級編程語言(例如:C語言C++等,以及其他專有函式庫,如:Brook+RapidMind等)編寫程序,並經過CTM界面,進行低級(機器代碼)微調。

Stream流處理器的開發軟體名為Stream SDK。在2008年8月,AMD宜佈將會升級此軟體,以支援DirectX 11和OpenCL[2]。從催化劑 8.12開始,主流顯示卡將可以使用到Stream技術,對抗NVIDIACUDA技術。[3]

參考文獻

  1. ^ 史單福大學要利用 GPU 來進行 Folding@home 計畫. [2008-01-04]. (原始內容存檔於2006-11-23). 
  2. ^ AMD Stream流处理计算开发将支持DX11. [2008-08-06]. (原始內容存檔於2009-02-14). 
  3. ^ AMD Stream通用计算技术即将走入大众. [2008-11-22]. (原始內容存檔於2012-09-06). 

外部連結