AMD Channel News

TOUT SUR L'APU : La promesse de l'informatique hétérogène

Comment les APU AMD permettent une architecture de traitement plus équilibrée pour libérer le potentiel de l'informatique hétérogène

L'avènement de l'ère du multicœur

Encouragée par les progrès de la technologie des semi-conducteurs, l'ère du multicœur a vu les GPU gagner en sophistication et en complexité alors même qu'ils devenaient plus attrayants à des fins plus générales, telles que le traitement des tâches de programmation de données parallèles.

Les efforts déployés au cours des dix dernières années pour utiliser le GPU dans une optique d'informatique générale ont coïncidé avec un changement notable dans la culture de consommation. La disponibilité et la qualité du contenu numérique ont connu un développement spectaculaire couplé à un appétit croissant des consommateurs pour de riches expériences visuelles, comme la lecture vidéo et la visualisation de contenu en HD. Dans le même temps, l'émergence de la prise en charge du multitâche avancé par les systèmes d'exploitation grand public a créé un besoin en efficacité de traitement d'une ampleur tout à fait nouvelle (à savoir les processeurs multi cœur).

À la fin de l'année 2010, presque tous les ordinateurs de bureau neufs étaient équipés de processeurs multi cœur, les processeurs quadricœur faisant même leur entrée dans l'informatique grand public abordable.


Préparer le terrain pour un fantastique bond en avant

Toutefois, le traitement multi cœur présentait quelques défis : les cœurs additionnels et la mémoire cache requise pour faire fonctionner leurs pipelines d'instruction se sont traduits par des processeurs plus imposants et une consommation en hausse.

La recherche d'amélioration des performances et les contraintes de puissance et d'évolutivité dans le développement du CPU multi cœur ont conduit les concepteurs de semi-conducteurs, de logiciels et de systèmes à se tourner davantage vers les capacités de traitement vectoriel des GPU.

Mais le traitement vectoriel n'est pas la réponse à tout. Par exemple, les petits ensembles de données nécessitent une mise en place de traitement vectoriel qui peut facilement dépasser le temps économisé. C'est pourquoi l'approche scalaire des CPU reste plus efficace pour certains problèmes et algorithmes.

La relation CPU et GPU s'est poursuivie de cette façon jusqu'à l'avènement de l'APU, un tournant dans l'histoire de l'informatique hétérogène.


Définition de l'informatique hétérogène

L'informatique hétérogène concerne des systèmes qui utilisent plus d'un seul type de processeur. Ce sont des systèmes multi cœur qui gagnent en performance non seulement en ajoutant des cœurs, mais également en incorporant des capacités de traitement spécialisé pour prendre en charge des tâches particulières.

Dans le contexte de l'informatique hétérogène, un APU est un système hétérogène qui intègre des capacités DirectX® 11 de GPU de classe dédiée pour le traitement des graphismes et autres calculs mathématiques intensifs sur des ensembles de données très importants, afin de gérer les tâches visuelles telles que le rendu 3D, ainsi que certaines fonctions fixes. L'APU continue d'utiliser le CPU pour faire fonctionner le système d'exploitation et la plupart des applications PC traditionnelles de productivité.


Résoudre les limitations clés de l'architecture CPU-GPU

Les APU combinent des cœurs CPU x86 classiques avec des moteurs de traitement vectoriel programmables réunissant le traitement scalaire sophistiqué du CPU et le traitement vectoriel parallèle à grande échelle traditionnellement associé aux GPU.

Dans les premiers APU présentés par AMD, tous les éléments majeurs du système, cœurs x86, moteurs de traitement vectoriel et UVD pour le décodage HD, sont directement reliés au bus (et, par conséquent, à la mémoire), éliminant ainsi l'un des problèmes fondamentaux des processeurs graphiques intégrés. Au lieu d'une solution à deux puces déséquilibrée résultant de l'association d'un CPU avec un GPU moins puissant, ce qui tend à raccourcir l'autonomie de la batterie en raison des effets sur la latence de la mémoire et sur la consommation, le chemin commun de l'APU vers la mémoire a contribué à éviter ce problème.

L'architecture de l'APU permet une configuration multi-GPU dans laquelle un GPU dédié peut être ajouté à la conception, donnant encore plus de puissance de traitement graphique. Le système peut ensuite s'ajuster en fonction de la puissance requise par les applications, exploitant toutes les ressources nécessaires et permettant une performance sans précédent.


Les APU pour les expériences visuelles d'aujourd'hui

Alors que le contenu numérique devient de plus en plus visuel, que ce soit via Internet ou d'autres sources, la HD a connu un développement important. A l'heure actuelle neuf milliards de fichiers vidéo dans les bibliothèques personnelles des consommateurs sont en HD.1 Cela représente une opportunité incroyable pour les APU d'améliorer l'expérience des utilisateurs.

AMD travaille désormais en collaboration avec les éditeurs de logiciels pour permettre une meilleure navigation sur Internet en ajoutant une option d'accélération 2D pour rendre la lecture et le chargement des pages plus rapide, et pour étudier la façon d'utiliser l'UVD de l'APU pour délester et affiner le contenu vidéo, puis afficher un résultat de bien meilleure qualité sur un grand écran.

Et ce n'est pas seulement sur la qualité d'affichage que les APU peuvent avoir un impact. La multiplication de contenus visuels rend les fonctions de recherche, d'indexage et de nettoyage de photos et vidéos plus importantes que jamais pour les utilisateurs. Ce sont des fonctions que les APU peuvent accélérer et simplifier.


APU par facteur de forme : plus de puissance, plus petits

La demande continue en petits formats de PC rend nécessaires une plus grande intégration et miniaturisation. Quand l'espace devient prioritaire, les concepteurs de matériel doivent pouvoir réduire le nombre de composants nécessaires pour offrir une bonne expérience utilisateur tout en répondant à des besoins de performance plus élevés que jamais. Surtout depuis que le seul ordinateur de nombreux utilisateurs consiste en un PC portable ou autre appareil portatif.

Grâce à leur intégration du CPU, du GPU et des unités spécialisées sur un processeur, les APU peuvent réduire considérablement la quantité d'espace physique nécessaire à l'intérieur de systèmes de petits formats, faisant ainsi exploser les possibilités de ces systèmes plus petits. Vous trouverez l'APU AMD dans des ultra-portables, des Netbooks et des tablettes, dans des conceptions aussi bien standards qu'uniques.


Les APU pour le futur des interfaces utilisateur

Les gens ont toujours été fascinés par l'idée d'interfaces qui requièrent tout juste un regard, un mot ou un geste pour qu'un ordinateur reconnaisse un utilisateur et ce qu'il ou elle essaie de faire.

Les APU sont prêts à donner vie à des interfaces utilisateur plus sophistiquées, en permettant l'informatique contextuellement consciente, dans laquelle des quantités massives de données provenant de plusieurs capteurs permettent à un ordinateur de s'adapter à l'utilisateur et à la situation, d'un manière auparavant impossible.


Vers une architecture de traitement plus équilibrée

Les possibilités créées par l'informatique hétérogène sont fantastiques, que ce soit une vidéoconférence HD sans saccades, une clarté d'affichage jusqu'ici inimaginable ou une traduction et interprétation de langage en temps réel.

L'informatique hétérogène regroupe le meilleur du CPU et du GPU, le tout avec une enveloppe énergétique toujours plus réduite, un format toujours plus compact et une autonomie de batterie toujours plus étendue, permettant un traitement plus rapide et plus puissant pour une expérience utilisateur améliorée.

Et c'est pourquoi la promesse et le potentiel des APU, et leur capacité unique à trouver l'équilibre fondamental entre les traitements scalaires et vectoriels, sont si enthousiasmants, tant pour les utilisateurs finaux que pour les concepteurs de logiciels et matériels.


En savoir plus




Notes

1 CEA Market Research Report – Amassing Digital Fortunes: A Digital Storage Study, mars 2008

Liens