AMD APU的杀手锏：HSA异构为应用加速

在很多人眼里，AMD APU就是把传统处理器、显卡更好地整合在一起而已，事实上APU远不止这么简单，或者说这仅仅是它的初级工作而已。AMD早在八年前收购ATI的时候就提出了“融合”(Fusion)的概念，目标就是将一直相互隔离的CPU、GPU完全融合在一起，为系统、应用来加速——所以才叫做“加速处理器”(Accelerated Process Unit)。

如今经过多年多代产品的发展，在最初融合理念的基础上，AMD又祭出了全新的杀手锏“HSA”(异构系统架构)。这是AMD APU多年积累而来的一个全新里程碑，主要是通过实现CPU和GPU的内存统一寻址，达到一个新的高度。

代号为“Kaveri”的 APU就是最新的结晶，也是有史以来最为强大的AMD APU，身上光环无数：首次采用GlobalFoundries 28nm新工艺制造、首次集成压路机(Steamroller) CPU架构、首次在A系列中集成GCN GPU架构、首次真正引入了HSA。

HSA其实就是AMD最初提出的Fusion融合理念，只不过是更为正式、更能凸显其核心特性的名称，而且这不仅仅是AMD一家的技术，更是得到了ARM、Imagination、联发科、德州仪器、三星、高通、甲骨文、索尼、LG电子、博通、Marvell、威盛、意法半导体、Ubuntu、模拟器件等等这些行业巨头以及清华大学等学术机构的鼎力支持，还共同组建了HSA基金会来推动异构计算事业的发展。 

经过几年的铺垫，Kaveri APU第一次将HSA从理论化为了现实，不但集成了最多12个计算核心，还带来了两个重要的异构计算特性：首先是hUMA，即异构统一内存寻址，CPU、GPU第一次可以真正地共享整个内存空间，任意互相访问，且动态分配资源；其次是hQ，即异构队列，CPU、GPU可以平等、灵活地创建、分派工作负载。

抛开复杂的技术，直白点说就是：CPU、GPU从此真正成为一家人，可以齐心协力地一起干活了，而且都能发挥出自己最擅长的本事。 

当然，再强的技术也要转换为实用才有价值，这方面APU丝毫不是问题。这些年，GPU硬件加速已经成为潮流，APU更加强大的地方则在于，它不仅仅能在需要的时候调动GPU加速，更能让CPU、GPU携起手来，分别执行各自效率最高的任务，共同做到最大程度的加速。

第一代APU发布的时候，这种应用只有几十款，到了第二代就已经迅速增加到几百款，如今更是突飞猛进、与日俱增，而且涵盖了各种领域，包括图像处理、视频编辑、音频处理、摄影处理、编码解码、加密解密、压缩解压、物理加速、图文办公、语音识别输入、手势识别控制、视频会议、影视游戏，等等等等。

这些领域的诸多应用，都已经、正在和即将针对AMD APU处理器、HSA异构架构进行针对性的优化，双方彼此完美配合，无论工作、娱乐还是生活都能从中获得最高的效率。举几个简单的例子：

－Corel AfterShot Pro：为高级摄影师提供照片和图像的管理、编辑，以及RAW照片导入

－LibreOffice：应用广泛的微软Office替代办公套件，用户超6000万

－X265 HEVC：4K超高清视频编码、解码

－rabbit：可与朋友进行社交聊天、观看电影、玩游戏、听视频教程

Dragon Notes：语音识别和输入

－eyesight：使用标准相机实现手势识别和控制

－暴风影音：国内第一大视频播放器

为了发展壮大HSA异构事业、鼓励和推动更多应用投身其中，AMD还贴心地为开发人员提供了一整套的开发解决方案，从开发工具、编程语言、优化库、一体化开发包、在线资源、开发者论坛等各方面提供全方位的支持与服务，任何已有和新应用都可以轻轻松松地利用HSA让自己旧貌换新颜。每一年，AMD都还会召集业内厂商、专家，共同举办开发者峰会，共同推进HSA的应用和普及。

这其中最激动人心的是，由于HSA 实现了CPU、GPU的内存统一寻址，再也不用分别针对CPU、GPU进行单独编程，从而可以大大简化软件开发者的工作，有助于开发者开发出能更好地利用GPU运算性能和资源的加速应用。在以前，CPU和GPU在开发上是完全独立的，各自使用不同的语言，各自有不同的内存空间，无法统一编程，无法充分挖掘GPU的潜能，现在HAS完美解决了这个问题。

可以预料，未来支持HSA的应用会更加丰富多彩，无论是小白用户做个美图，还是专业人士进行影音处理，或者是大型机构执行高性能科学计算，HSA都有无限的用武之地。

APU合理的设计和优秀的技术，搭配逐渐完善的软件及应用，势必会有越来越多的用户体验到HSA异构架构的独特魅力，给整个计算行业都带来颠覆性的变化。 

值得一提的是，Kaveri APU仍然分为两步走，目前已经发布的是桌面版本，面向笔记本移动平台的更多产品即将推出。虽然对此还没有非常明确的情报，但可以从已有产品中推测一二。

桌面版的Kaveri APU集成了最多12个计算核心，包括四个CPU核心、八个GPU阵列，主频最高可达4GHz，而热设计功耗最高95W。相比上一代，CPU/GPU的规格都有了突飞猛进的提升，计算能力大大加强，但是功耗却降低了，这当然得益于28nm新工艺和架构上的优化。

笔记本对于功耗、发热量更加敏感，新工艺、新架构的优势也必将发挥得更加明显，因此可以预见，Kaveri APU不但能带来能耗比更高的移动之“芯”，极大提升笔记本的工作和娱乐性能，更有望在电池续航方面带来惊喜。

总之，无论对于编程开发，还是对于用户体验，HSA都是一次突破性的革命。实现了CPU和GPU内存统一寻址之后，编程和开发将变得轻而易举，硬件资源和性能也将得到全方位的挖掘和释放，从而给各行各业的用户带来更优秀的加速体验，这想想就让人激动不已。 

最后再来看看国外权威硬件媒体是如何评价Kaveri APU尤其是HSA的吧：

AnandTech：Kaveri最终兑现了2006年收购ATI时的承诺。AMD终于带来了真正融合的APU/SoC，同时将CPU、GPU作为一等公民对待，允许开发者挖掘两种处理器，互相协作解决复杂问题、促成全新体验。在能同时用到CPU、GPU的测试中，Kaveri看起来棒极了，完全是HSA所保证的那样。

Tom’s Hardware：AMD在推动机构计算方面的努力值得鼓掌，为多个市场领域、硬件厂商、开发人员以及无数终端用户带来了无尽好处。即便是Intel大大增强了自己处理器的图形性能，驱动程序对于计算的支持也在加强，AMD仍然是最值得赞赏的，尤其是在OpenCL推广方面。

ExtremeTech：我们看到了(HSA)特定能力的展现，这是Intel怎么优化也做不到的。这些初期迹象表明，HSA可以大幅度地加速特定操作。如果HSA应用都能像我们在LibreCalc里看到的那样加速，那么AMD APU的远景未来是光明的。