Con hUMA architettura di memoria unificata per le APU AMD

L'integrazione nei più recenti processori tanto di AMD come di Intel permette di avere a disposizione una elevata potenza di calcolo, messa a disposizione dai tradizionali core CPU x86 in abbinamento alle componenti GPU dotate di stream processors al proprio interno.

Per i programmatori l'avere a disposizione una potenza di elaborazione così elevata non si traduce tuttavia in approcci semplici per poter sfruttare tutto questo in modo semplice e in parallelo. CPU e GPU, infatti, non condividono tipicamente quello che è lo spazio memoria: questo implica che in presenza di dati che devono venir elaborati tanto dalla CPU come dalla GPU sia necessario eseguire varie operazioni di copia dallo spazio memoria della CPU a quello della GPU, e viceversa.

Per ovviare a questa limitazione, e quindi permettere di sfruttare al meglio la potenza di calcolo di CPU e GPU, è necessario adottate uno spazio memoria unificato. Lo scorso anno AMD ha anticipato che vedremo questo tipo di novità architetturale con processori della famiglia Kaveri, al debutto nel corso della seconda metà del 2013. Nei giorni scorsi AMD ha confermato questa roadmap interna, indicando con il nome di hUMA o heterogeneous unifom memory access.

Con le soluzioni Kaveri vedremo quindi all'opera un approccio differente rispetto a quello NUMA, non-uniform memory access, adottato sino ad ora dalle APU sviluppate da AMD. Con NUMA CPU e GPU utilizzano la stessa memoria, ma ciascuno di questi componenti utilizza un proprio memory pool e quindi i dati condivisi devono essere copiati da un blocco memoria all'altro per poter essere utilizzati.

Con hUMA GPU e CPU utilizzano uno spazio di indirizzamento della memoria unificato, condividendo quindi tanto memoria fisica come memoria virtuale. La coerenza dei dati tra le due diversi fonti di elaborazione è assicurata senza la necessità di operazioni di sincronizzazione, richieste invece con l'attuale approccio NUMA: questo dovrebbe permettere di ottenere sia un incremento delle prestazioni velocistiche sia una riduzione nei consumi.

Vedremo in che modo questa evoluzione architetturale, implementata completamente in hardware e quindi in grado di operare con qualsiasi sistema operativo, avrà riflessi diretti sulle prestazioni velocistiche dei sistemi. Le prime soluzioni della famiglia Kaveri saranno al debutto nel corso della seconda metà dell'anno, implementando oltre a hUMA anche nuovi Core x86 della famiglia Steamroller e componente GPU derivata dall'architettura Graphics Core Next. Tutto questo sarà reso possibile anche dal passaggio alla tecnologia produttiva a 28 nanometri, contro quella a 32 nanometri utilizzata al momento attuale.