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Intervista ad AMD, parte 1: la tecnologia futura
Paolo Corsini - 09 Luglio 2007
"In questa prima parte di una serie di interviste analizziamo assieme a Giuseppe Amato, Technical Director di Sales & Marketing EMEA, l'evoluzione tecnologia di AMD, soffermandoci sui progetti futuri di interrelazione tra CPU e GPU e scoprendo in che modo AMD voglia entrare nel settore delle elaborazioni GPGPU"
Pagina 1 - Fab di Dresda vs produzione all'esterno

giuseppe_amato.jpg (11559 bytes)Hardware Upgrade: buongiorno Giuseppe: puoi spiegarci qual è la tua posizione in AMD?

Giuseppe Amato: sono Technical Director di Sales & Marketing EMEA di AMD; nella mia posizione supervisiono tutte le caratteristiche tecniche dei prodotti AMD della famiglia x86, oltre alle soluzioni embedded, che commercializziamo tra Europa, Medio Oriente e Africa. Sono ovviamente coinvolto anche nella parte tecnologica legata ai prodotti GPU e chipset.

Hardware Upgrade: nelle scorse settimane sono emerse varie indiscrezioni che indicavano uno scenario futuro di AMD, a partire dal prossimo anno, per la quale la produzione sarebbe stata delegata completamente a partner esterni. Abbiamo espresso i nostri dubbi a riguardo in alcuni pezzi (riferimenti a questo indirizzo), puoi darci un tuo punto di vista a riguardo?

Giuseppe Amato: quelle indiscrezioni sono emerse a partire da una errata interpretazione di un annuncio fatto dal nostro CEO Hector Ruiz, che ha segnalato la volontà di dare in produzione all'esterno presso fonderie partner quello che non sia di fatto una intellectual property, IP. Questo non implica quindi che tutta la produzione di AMD verrà delegata all'esterno, ma che con alcuni prodotti sviluppati con tecnologie non spinte ha senso dal punto di vista economico spostare la produzione all'esterno presso fonderie di partner.

Hardware Upgrade: in effetti quelle speculazioni sono apparse subito strane, alla luce degli investimenti fatti in passato nelle due fabbriche di Dresda e nei risultati ottenuti da AMD in termini di rese produttive all'interno di queste strutture.

dresden.jpg (26083 bytes)Giuseppe Amato: Dresda riveste un ruolo fondamentale per il nostro sviluppo, in quanto in queste fabbriche produttive abbiamo raggiunto un livello di evoluzione tecnologica necessario per produrre le nostre architetture più complesse. Basti pensare ad esempio alla tecnologia SOI, Silicon On Insulator, come uno degli esempi che giustificano la presenza di fabbriche produttive di nostra proprietà.

Hardware Upgrade: d'altro canto l'acquisizione di ATI ha implicato per AMD l'inglobare un'azienda che aveva del modello fabless il proprio modo di operare da lungo tempo.

Giuseppe Amato: infatti questo è il modello che seguiremo per la produzione dei nostri prodotti appartenenti alle famiglie GPU e chipset. Del resto il modello Fabless è molto diffuso; basti pensare ad un'azienda come Nokia, che delega la produzione delle proprie architetture all'esterno in quanto non è dotata di fonderie. Il modello Fabless, comunque, non è semplice da gestire: è indispensabile capire quali elementi possano essere dati esternamente in produzione a partner e per quali, viceversa, sia preferibile mantenere all'interno la capacità produttiva.

Hardware Upgrade: quale ritieni sia la più importante conseguenza, su AMD, data dall'acquisizione di ATI?

Giuseppe Amato: i benefici dell'acquisizione di ATI per AMD sono numerosi, ma il più importante di tutti penso possa essere sintetizzato nella trasformazione di AMD, da processor company a platform company. Ora possiamo infatti proporre ai nostri clienti soluzioni complete, bilanciando la parte CPU con quella GPU e di logica di gestione della scheda madre, lasciando tuttavia piena flessibilità ai nostri partner, qualora lo vogliano, di utilizzare prodotti di altre aziende partner da abbinare ai nostri prodotti CPU o GPU. AMD è un'azienda aperta, che crede nello sviluppo di piattaforme ma che non vede queste come un settore chiuso ai soli propri prodotti.

Pagina 2 - Barcelona e le architetture GPGPU

Hardware Upgrade: puoi darci alcune tempistiche circa il periodo di lancio delle prossime generazioni di processore per sistemi server e desktop?

Giuseppe Amato: per le soluzioni Opteron abbiamo anticipato come nel corso del mese di Settembre presenteremo i nuovi processori della famiglia Barcelona. Passando alle soluzioni Phenom per sistemi desktop, i primi sample di processore Phenom FX saranno disponibili per la fine dell'anno, mentre per le restanti versioni della famiglia i volumi arriveranno nel corso del primo trimestre 2008.

Hardware Upgrade: il debutto dei processori Barcelona è quindi questione di un paio di mesi o poco più. Puoi darci alcune informazioni delle caratteristiche dei sample attualmente disponibili?

Giuseppe Amato: al momento attuale i nostri principali clienti hanno a disposizione alcuni sample di processore Opteron Barcelona, per il processo di validazione e di analisi interna delle compatibilità dei sistemi già in commercio. I processori non sono a disposizione della stampa, e presumo a questo momento che per la fine di Agosto i primi sistemi saranno a disposizione per l'analisi. Preferiamo non divulgare informazioni sulle frequenze di funzionamento e sulle prestazioni in questo momento, confermando tuttavia come al debutto le prime versioni di processore Barcelona raggiungeranno la frequenza di 2 GHz di clock.

Hardware Upgrade: uno dei temi più interessanti di questi ultimi mesi è l'ambito dell'elaborazione GPGPU, cioè utilizzare la potenza di elaborazione propria delle GPU di ultima generazione per calcoli paralleli. NVIDIA è particolarmente attiva in questo segmento di mercato grazie alla nuova serie di prodotti TESLA (dei quali abbiamo analizzato le caratteristiche in questo articolo), ma resta da capire come ATI si voglia muovere in questo segmento.

Giuseppe Amato: lo scorso autunno abbiamo presentato una famiglia di prodotti specificamente orientati agli ambiti di elaborazione GPGPU, sotto il nome di stream computing: per quelle soluzioni abbiamo utilizzato le GPU della famiglia R580, con tutte le opportune diversificazioni delle schede necessarie per questo genere di elaborazione rispetto a quanto tipicamente presente in schede video destinate a tradizionali applicazioni 3D.

AMD-stream-processor-header.jpg (34448 bytes)

Hardware Upgrade: puoi darci alcune informazioni su come AMD abbia intenzione di operare in questo segmento con le nuove architetture della famiglia R600? Al momento attuale, infatti, non è stato ancora fatto nessun annuncio in merito a soluzioni GPGPU specifiche basate su GPU R600.

Giuseppe Amato: è nostra intenzione continuare a proporre prodotti che siano specificamente orientati alle elaborazioni di calcolo parallelo con le GPU, da affiancare ai nostri processori. Soluzioni basate su GPU della famiglia R600, con architettura a shader unificati, sono ovviamente in preparazione ma non posso fornirti al momento attuale ulteriori dettagli se non anticipare che a breve verranno fornite ufficialmente nuove informazioni da AMD.

Hardware Upgrade: come vedi il settore delle elaborazioni GPGPU in prospettiva futura? Se correttamente utilizzate, le GPU possono diventare una risorsa di calcolo estremamente potente ma in questo momento la loro applicabilità è limitata dalla difficoltà intrinseca della programmazione su GPU.

Giuseppe Amato: al momento attuale ci troviamo di fatto in una fase pionieristica, nella quale la programmazione GPGPU è indubbiamente molto complessa e richiede sforzi molto elevati da parte degli sviluppatori. D'altro canto, quando correttamente ed efficientemente applicate queste tecniche permettono di ottenere significativi incrementi prestazionali: un esempio che abbiamo mostrato con la nostra precedente generazione di architetture video è quello di Tarari, che ricompilando il proprio scanner antivirus è riuscito a ottenere potenze di elaborazione del proprio software sensibilmente superiori utilizzando una nostra GPU rispetto a quanto ottenibile con un processore.

In futuro la facilità di utilizzo di una GPU per elaborazioni di calcolo general purpose tenderà ad aumentare sensibilmente grazie alla progressiva disponibilità di compilatori adatti a questo ambito di utilizzo. Dopo il 2010 possiamo ipotizzare che sarà disponibile un real time compiler che permetterà di mandare in esecuzione del codice verificando quale risorsa hardware sia disponibile nel sistema tra core di processore, architetture di GPU ed eventuali acceleratori specifici: un dispatcher verificherà quali risorse siano disponibili e farà compilare in tempo reale il codice in funzione di che tipo di elaborazione sia efficiente eseguire su una specifica risorsa hardware.

Close To Metal, alla base della programmazione delle GPU ATI per elaborazioni general purpose, è un primo passaggio in questa direzione: in futuro vedremo una evoluzione di questi approcci così da permettere ai programmatori di avere accesso alle potenzialità di elaborazione della GPU in modo sempre più semplice. Sicuramente già dal 2009, nel momento in cui saranno disponibile le API DirectX 11, sarà molto più semplice programmare sulle GPU per elaborazioni general purpose grazie alla disponibilità di un numero sensibilmente più elevato di registri

Pagina 3 - GPU Multicore e Fusion

Hardware Upgrade: si vocifera di architetture GPU di tipo multicore, anche se un'espressione di questo tipo è una sorta di "falso ideologico": le GPU, infatti, sono per loro natura architetture multicore, essendo costituite da tante unità di elaborazione parallela semplici per loro natura, ma estremamente veloci e presenti in elevato numero in una GPU. Puoi anticipare come evolverà la GPU nel contesto del calcolo general purpose, non quindi solo limitata all'elaborazione di immagini 3D?

Giuseppe Amato: nel 2006 abbiamo mostrato, nel corso di un Analyst Meeting, alcuni trend futuri di nostri prodotti che prevedono la presenza di GPU parallele. Ci saranno infatti alcune architetture che avranno una CPU e una GPU, nella quale la tipologia di elaborazioni che verranno eseguite sarà sbilanciata verso la GPU in quanto la capacità elaborativa di quest'ultima meglio si adatterà al tipo di calcolo eseguito. L'errore che è stato fatto analizzando le informazioni che abbiamo fornito con riferimento a Fusion è stato quello di pensare che questa tipologia di architettura fosse tutta del tipo single chip, nel quale ciè CPU e GPU vengano integrate all'interno di un unico blocco di silicio.

Con Fusion potremo avere approcci single chip e multichip, con il quale sarà possibile anche avere più GPU operanti in parallelo tra di loro in una stessa architettura. Una decisione di questo tipo non è stata ancora presa in AMD, ma diciamo che questo è uno dei possibili scenari teorici che si potranno incontrare nell'evoluzione dei progetti Fusion. Considerando i ridotti consumi dei processori attuali, nonché di alcune GPU quali ad esempio le nostre serie Radeon HD 2400 che si posizionano attorno ai 30 Watt, è ipotizzabile come scenario futuro che alcune serie di soluzioni Fusion possano integrare una CPU e alcune GPU, collegate tra di loro attraverso tecnologia Crossfire e capaci di valori di TDP complessivi limitati entro la soglia di 120 Watt.

Hardware Upgrade: che tipo di tecnologia pensi potrà venire utilizzata da AMD per la produzione di architetture complesse come quelle Fusion, dove GPU e CPU verranno integrate assieme?

Giuseppe Amato: avendo sviluppato una tecnologia di processore quad core di tipo nativo, AMD ha di fatto a disposizione tutte le differenti possibilità tecnologiche con le quali poter sviluppare architetture Fusion. Che sia una soluzione nativa con più core integrati nello stesso package, simile quindi a quanto verrà proposto con i processori Barcelona, oppure di tipo multi chip package (nota dell'autore: la stessa adottata da Intel per le proprie cpu Core 2 Quad) con due distinti blocchi di silicio montati sullo stesso package, AMD si è tenuta aperta a qualsiasi tipo di evoluzione tecnologica che verrà presa dal mercato in termini di piattaforme.

Hardware Upgrade: cercando di immaginare come saranno queste future tecnologie è evidente che queste beneficino molto della tecnologia Hypertransport, e della facilità con la quale poter collegare varie periferiche tra di loro con questo bus.

Giuseppe Amato: Hypertransport è solo uno degli elementi che ci potrà garantire notevole flessibilità nella composizione di queste architetture: progetti di questo tipo potranno integrare un numero definito di Core e di GPU in funzione del tipo di prodotti che si vorranno proporre ai clienti, e del tipo di utilizzi che questi ne faranno. CPU e GPU sono di fatto degli IP Block che possiamo integrare e montare in prodotti in funzione delle esigenze dei clienti, ovviamente tenendo in ferma considerazione lo sviluppo tecnologico al quale saremo arrivati in un preciso momento e il tipo di tecnologia produttiva accessibile.

L'obiettivo di AMD è quindi quello di fornire una soluzione che sia sempre più adatta alle specifiche esigenze dei propri clienti: questa azienda, di conseguenza, non deve più essere vista come semplice processor company, cioè azienda impegnata nello sviluppo di processori, ma come system company, capace di produrre e fornire ai propri clienti delle soluzioni complete.

Hardware Upgrade: come vedi, all'interno di AMD, l'utilizzo delle tecnologie di GPGPU? Puoi darci un esempio pratico di come le GPU AMD potranno venir utilizzate ad esempio all'interno delle vostre fabbriche produttive?

Giuseppe Amato: un ambito di utilizzo pratico è quello della image recognition dei wafer, operazione svolta all'interno delle clean room delle fonderie. Una volta che un wafer di processori è stato prodotto è necessario eseguire una fase di ispezione, con macchinari particolarmente costosi e complessi, che verificano otticamente il wafer segnando quali die siano non funzionanti correttamente, e quindi debbano essere scartati. E' ipotizzabile che un domani le GPU possano venir utilizzate per questo genere di operazioni, che richiedono una elevatissima potenza di elaborazione per poter essere completate, così da velocizzare i tempi di verifica dell'integrità dei wafer. Più veloce è questa fase di analisi, anche pensando al futuro aumento del diametro dei wafer, al maggior numero di die per wafer e alla crescente complessità di ogni chip prodotto, più wafer possono essere verificati ogni giornata, rimuovendo un collo di bottiglia alla produzione di chip.

Nel momento in cui è disponibile, in fonderia, una superiore potenza elaborativa per questo genere di elaborazioni ne beneficia tutta la linea produttiva: è evidente che le GPU possono essere uno strumento di calcolo molto valido per questo genere di applicazioni.

Hardware Upgrade: alla luce dei futuri sviluppi della tecnologia, ben delineati dal progetto Fusion, è possibile affermare che AMD sia di fatto indifferente al fatto che un'applicazione richieda più GPU o CPU per poter essere eseguita?

Giuseppe Amato: esattamente: avendo a disposizione una serie di prodotti sia GPU e CPU, e in futuro una roadmap di sviluppo tecnologico per entrambe queste tipologie di architetture nonché per sistemi che abbinino GPU e CPU al proprio interno, è indifferente per AMD sapere di quale risorsa di elaborazione i propri clienti necessitino in quanto possiamo proporre sia CPU che GPU. In questo momento, per fare un esempio pratico, è per noi equivalente poter offrire una soluzione di calcolo che richieda 20 processori Opteron in cluster, oppure 2 GPU R600 in elaborazione GPGPU, in quanto possiamo commercializzare entrambe le alternative.

Hardware Upgrade: non ritieni tuttavia che questo possa portare ad una perdita di volumi di vendita delle vostre soluzioni? Del resto, la stessa virtualizzazione portando ad una migliore utilizzazione dei server ne ottimizza il funzionamento portando ad una riduzione complessiva del numero di processori utilizzati in una server farm.

Giuseppe Amato: come sviluppatori di tecnologie su silicio, la virtualizzazione è per sua natura la soluzione che meno apprezziamo, trovandoci in questo in un gruppo composto da tutti gli sviluppatori di GPU e di componenti in silicio. Se si sfrutta al meglio un server grazie alla virtualizzazione al posto di acquistarne un secondo da affiancare a quello esistente è evidente che per i silicon vendor si ha una mancata vendita.

D'altro canto, l'innovazione tecnologica è un processo inevitabile e la continua crescente complessità delle elaborazioni e delle applicazioni continuerà a spingere verso architetture di processore, e di GPU, sempre più complesse e performanti. AMD di conseguenza ha scelto questa strada, che se da un lato può sembrare controproducente in quanto mette a disposizione tecnologie che permettono di evitare di spendere sempre e comunque in nuove architetture, dall'altro opera nell'interesse dei propri clienti: riteniamo che un'azienda produttrice che operi nell'ottica di salvaguardare l'investimento tecnologico dei propri clienti.

Questa libertà, o flessibilità, di approccio non è al momento attuale a disposizione di Intel, che non può di certo puntare su architetture di GPGPU sviluppate da altre aziende quali AMD o NVIDIA nel momento in cui queste si dimostrassero essere più efficienti per risolvere specifiche esigenze di calcolo di propri clienti. Questo spiega anche per quale motivo Intel stia investendo nello sviluppo di una propria architettura GPGPU (nota con il nome di Larrabee) ma che vedrà la luce non prima di alcuni anni.

Commento dell'autore: Nel corso di tutta la conversazione con Giuseppe Amato è emerso in modo chiaro come AMD sia propensa ad un continuo sviluppo tecnologico, nel quale il contributo portato dalla ex ATI sia estremamente importante. Prefigurando gli scenari futuri si può ben capire la portata dell'acquisizione di ATI avvenuta lo scorso anno in termini di una completa famiglia di prodotti che AMD potrà presentare sul mercato, grazie proprio al contributo congiunto da una parte di ingegneri AMD e dall'altra di quelli ATI.

E' evidente come AMD si stia trasformando da azienda orientata in modo preponderante alla produzione di processori, quella che Amato ha definito una processor company, ad un'azienda che sviluppa e propone piattaforme; del resto questo è un trend già visto con Intel, la quale per prima è stata capace di sviluppare questo progetto dal punto di vista marketing con le piattaforme notebook della famiglia Centrino.

E' indubbio come l'attuale scenario di mercato di AMD sia frutto di un differenziale tecnologico rispetto alle soluzioni proposte da Intel nel mercato dei processori, che dovrebbe venir colmato con il debutto dei processori delle famiglie Opteron Barcelona e Phenom. Prima che queste tecnologie possano avere concreti impatti di mercato su AMD, soprattutto nella forma di risultati economici positivi, bisognerà attendere l'inizio del 2008, pertanto quest'anno è per AMD un periodo di notevole difficoltà commerciale e di ristrutturazione interna. E' significativo tuttavia ritornare con la memoria a 1 anno fa, periodo di lancio delle soluzioni Core 2 Duo di Intel: in quei mesi Paul Otellini, CEO di Intel, aveva iniziato una importante opera di verifica dell'efficienza interna di Intel, eliminando quelle strutture interne non redditizie e portando ad una contrazione del numero di dipendenti di circa il 15%. Il mercato dei microprocessori è altamente competitivo, con ben poche possibilità di fallire una tecnologia e sperare di mantenere un livello di redditività interessante.

Proseguiremo nei prossimi giorni l'analisi dell'attuale scenario di AMD con una seconda intervista: dopo il focus sulle future tecnologie con Giuseppe Amato, la parola passerà a John Byrne, vice-president of worldwide GPU and Chipset Channel Sales di AMD, con il quale analizzeremo più in dettaglio l'attuale scenario commerciale di chipset e GPU.