ARM dran

AMD Fusion Developer Summit 2012

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Auf seiner Entwicklerkonferenz gab AMD einen Ausblick auf erste Kombiprozessoren, in denen auch ARM-Kerne werkeln. Außerdem kündigte die Firma die Gründung eines Industriekonsortiums an, mit dem sie das HSA-Konzept weiterbringen will: hybride Prozessoren für unterschiedliche Anwendungsbereiche.

Bellevue heißt das Städtchen sechzehn Kilometer östlich von Seattle, in dem AMD rund 750 Fachbesucher zu seiner zweiten Entwicklerkonferenz Fusion Developer Summit 2012 (AFDS) begrüßte. Darunter befanden sich auch zahlreiche extra von AMD aus aller Welt eingeflogene Journalisten, die folglich mit großen Erwartungen auf die Konferenz blickten. Schließlich wollte AMD weitere Details zur Heterogeneous Systems Architecture (HSA) veröffentlichen.

Das langfristige Ziel: mehr Programme, die moderne Kombiprozessoren – kurz APUs genannt – ausnutzen. Idealerweise verteilen optimierte Programme die Berechnungen während der Laufzeit auf die CPU- und GPU-Kerne. Das soll zu höherer Performance und zugleich geringerer Leistungsaufnahme führen – also mehr Effizienz. AMD will Entwicklern deshalb einheitliche Hard- und Software-Spezifikationen an die Hand geben, um passende Software zu entwickeln. So können etwa CPU-Kerne bestimmte Single-Thread-Berechnungen in einem Programm übernehmen, während die GPU-Kerne ihre hohe Gleitkomma-Rechenleistung bei geeigneten Aufgaben beisteuern. Gäbe es genügend solcher Programme, hätte AMD schlagkräftige Verkaufsargumente für seine Kombiprozessoren, deren GPUs zwar ordentlich was leisten, während ihre CPUs aber der Intel-Konkurrenz meilenweit hinterherhinken.

AMDs Problem: Bis dato machen die laut IDC rund 100 000 GPU-Programmierer nur einen Bruchteil der reinen CPU-Coder aus (über 10 Millionen). Das spiegele sich laut Adobes Vizepräsident und Chefarchitekt Tom Malloy auch in der Zahl der angepassten Programme wider: Abermillionen von CPU-Anwendungen stehen nur rund 200 Kandidaten gegenüber, die Vorteile aus der GPU-Beschleunigung ziehen. Laut AMD-Statistik sieht es sogar noch düsterer aus. Offiziell spricht die Firma von einem Anstieg der von Kombiprozessoren profitierenden Anwendungen von 26 (2011) auf 60 (2012). Schaut man sich jedoch die der Kalkulation zugrunde liegenden Programme an, kehrt schnell Ernüchterung ein. So differenziert AMD zum einen nicht zwischen GPGPU-, Render- und Streaming-Aufgaben und führt auch einige Spiele in der Liste mit auf. Zum anderen ist es fraglich, beispielsweise Adobes Flash Player, den VLC Media Player oder Mozillas Firefox-Browser im Jahr 2012 als neues HSA-fähiges „Programm“ zu verkaufen. Die funktionieren natürlich problemlos ohne AMD-Hardware. Das zeigt: Das Unternehmen versucht krampfhaft, Argumente für seine Kombiprozessoren zu finden.

Diese Situation will AMD mit dem HSA-Konzept ändern – in einer von Intel dominierten CPU-Welt ein wahrlich ehrgeiziges Ziel. Die im Dezember 2011 vom selbst erst seit August amtierenden CEO Rory Read persönlich eingestellte Lisa Su unterstrich AMDs Linie während ihrer AFDS-Eröffnungspräsentation lautstark: „We bet the company on APUs“ – das klingt nach alles oder nichts. Umso bedenklicher, dass AMD auf dem AFDS 2012 entgegen den Erwartungen keine finale HSA-Software-Spezifikationen vorweisen konnte, eine Fragerunde kurzfristig absagte und sich Rory Read nicht persönlich blicken ließ.

Kernfusion

Corporate Fellow Phil Rogers kündigte die Gründung der HSA Foundation an, von der man bereits beim Financial Analyst Day im Februar hörte. Neu war, dass neben AMD auch die SoC-Schwergewichte ARM, Imagination Technologies, MediaTek und Texas Instruments als Gründungsmitglieder dabei sind.

In Zukunft wird AMD also allerlei Einheiten fremder Hersteller auf die APUs bringen, die Spezialfunktionen bereitstellen. Eine erste Ankündigung gab es bereits in Bellevue: So plant AMD Ende 2013 bestimmte APUs mit integrierten Cortex-A5-Kernen von ARM zu bestücken. Sie sollen aber nicht etwa bei bestimmten CPU-Berechnungen das Ruder übernehmen, sondern lediglich die Sicherheitserweiterung TrustZone bereitstellen. Besonders sensibler Code, etwa bei der Online-Banking-Authentifizierung oder bei der digitalen Rechteverwaltung (DRM), läuft dann abgekapselt von den x86-Prozessoren auf dem ARM-Kern und wird vor fremden Zugriffen hardwareseitig geschützt. Ankündigungen zu weiteren Spezial-Cores gab es nicht, denkbar sind aber beispielsweise auch Medienprozessoren für besonders rechenintensive Soundformate, etwa dem multidimensionalen Raumklang (MDA). Es mag also kein Zufall gewesen sein, dass der Cheftechniker Alan Kraemer von SRS Labs sein Multidimensional Audio sogar auf einer Keynote-Präsentation lang und breit erklären durfte.

Für Profis

Außerdem kündigte AMD zwei zu PCI Express 3.0 kompatible FirePro-Profikarten an, die beide auf die Graphics-Core-Next-Architektur setzen: FirePro W600 und FirePro W9000. Die W600 steuert bis zu sechs Bildschirme via Mini-DisplayPort gleichzeitig an und ist für große Display-Wände gedacht. Sie schafft auch 4K-Auflösungen mit bis zu 4096 × 2304 Pixeln (30 Bit, 60 Hz). Technisch unterstützt sie maximal eine zusammengefasste Auflösung von 16K × 16K Bildpunkten. Gehen die Displays in den Standby-Modus, schaltet sich die Grafikkarte nahezu komplett ab, auch der Lüfter hört dann auf zu drehen. Unter Last darf die Karte maximal 75 Watt schlucken. Sie speist sich folglich exklusiv aus dem PCIe-Steckplatz.

Dank ihres flachen Ein-Lüfter-Kühlsystems belegt die rund 600 US-Dollar teure FirePro W600 nur einen Steckplatz und passt daher auch in viele kompakte Gehäuse. Ihr Grafikchip ist zu DirectX 11.1 und OpenGL 4.2 kompatibel und greift auf 2 GByte GDDR5-Speicher zu. Dank der UVD-3-Videoeinheit lassen sich zwei Full-HD-Videos gleichzeitig dekodieren.

Als leistungsfähige Workstation-Karte für CAD- und DCC-Anwendungen fungiert die W9000, eine von der Radeon HD 7970 abgeleitete Variante mit 1 GHz Taktfrequenz, die rund 4 Billionen Gleitkommaoperationen pro Sekunde (TFlops) schafft – fast so viel wie Nvidias Rechenkarte Tesla K10 mit zwei GPUs (4,58 TFlops). Bei doppeltgenauen Berechnungen erreicht die W9000 1 TFlops.

Die FirePro W9000 steuert über vier DisplayPort-Ausgänge ebenso viele Bildschirme gleichzeitig an und bringt auch einen Anschluss für 3D-Stereo-Brillen mit. Ihre Tahiti-GPU kommuniziert über 384 Datenleitungen mit dem 6 GByte fassenden Speicher – der bietet auch Platz für sehr feine 3D-Modelle und Texturen. Wann aber die FirePro W9000 herauskommt und wie viel sie kosten wird, ließ CTO Mark Papermaster, der während der Präsentation die falsche Karte hochhielt, offen. Weitere Details zur W9000 will AMD erst zur Anfang August in Los Angeles stattfindenden Siggraph-Konferenz bekanntgeben.

Doch auch im Consumer-Segment hatte AMD eine Ankündigung in petto: eine aufgebohrte Radeon HD 7970, die Nvidias GeForce GTX 680 überholen soll. Die neue „GHz Edition“ läuft, wie es der Name vermuten lässt, mit 1,0 GHz und damit 75 MHz schneller als die Standard-Version. Zudem spendiert ihr AMD eine Turbo-Funktion, welche die Taktfrequenz der Shader-Rechenkerne und Textureinheiten je nach Auslastung auf bis zu 1,05 GHz anheben kann. Den 3 GByte fassenden GDDR5-Speicher lässt AMD mit 3000 statt 2750 MHz laufen. Insgesamt arbeitet die GHz Edition rund 10 Prozent schneller als eine normale Radeon HD 7970. Neuigkeiten von der schon lang erwarteten Dual-GPU-Karte Radeon HD 7990 gab es von AMD nicht zu hören. Gerüchten zufolge soll es schlicht an genügend Switch-Chips fehlen, die PCIe 3.0 beherrschen.

Schließlich ließ Mark Papermaster noch einen Blick auf die erweiterte Roadmap der künftigen 28-Nanometer-Chips für 2013 zu. So soll der Trinity-Nachfolger Kaveri mit seinen vier Steamroller-Kernen und einer Graphics-Core-Next-Grafikeinheit je nach Modell zwischen 15 und 35 Watt schlucken (TDP). Kaveri ist für Notebooks mit einer Bildschirmdiagonalen von 13,3 bis 15,5 Zoll und einer maximalen Dicke von 2,1 Zentimetern gedacht. Die kleinere APU Kabini (4 Jaguar-Kerne) soll in günstigere Notebooks (11,6 bis 15,6 Zoll), verheizt zwischen 9 und 25 Watt und soll die Anfang Juni 2012 angekündigte Brazos-2.0-Plattform ablösen. Im Ultra-Low-Power-Segment plant AMD die Temash-APU mit einer TDP zwischen 3,6 und 5,9 Watt und bis zu vier Jaguar-CPU-Kernen. Sie folgt der noch nicht erhältlichen Hondo-APU, welche auf Windows-8-Tablets zielt. (mfi)

Kommentar: Fauler Zauber

Die HSA Foundation soll einheitliche Hard- und Software-Spezifikationen erarbeiten und damit ein Fundament für die APU-Idee legen: Kombiprozessoren, in denen auch die GPU an Alltags-Software mitrechnet. Ein paar hochkarätige Firmen hat AMD für die Foundation gewinnen können. Für die Hardware hat AMD vor geraumer Zeit eine Roadmap vorgelegt und stellt einen gemeinsamen Adressraum und andere HSA-Funktionen in Aussicht. Die Spezifikation der HSA Software Systems Architecture und das HSA-Programmierhandbuch sind aber nicht fertig. Potenzielle Käufer dürfte das alles wenig interessieren. Sie suchen Gründe, warum sie trotz schlechter CPU-Leistung zur APU greifen sollen. Und genau da kommt AMD derzeit ins Stottern.

Video-Dekodierung packen auch Intels Kombiprozessoren locker und selbst ohne GPU laufen 4K-Videos auf aktuellen CPUs problemlos. Für anspruchsvolle Spiele in zeitgemäßer Full-HD-Auflösung sind integrierte Grafikeinheiten weiterhin zu schwach. Außerdem ist man bei manch einem Titel wie Battlefield 3 auf sehr großen 64-Spieler-Karten auf wirklich leistungsfähige CPUs angewiesen.

AMD tut sich keinen Gefallen damit, Vorteile in bunten Präsentationen herbeizutricksen. Render-, Rechen- und Streaming-Funktionen werden irreführend in einen Topf geworfen, olle Kamellen wie der Flash Player oder Direct2D in Firefox als Neuheiten verkauft. Das ist lächerlich und traurig zugleich – und sagt vieles über den Status Quo des APU-Projekts. Ich habe noch kein zwingendes Argument für einen APU-Kombiprozessor der Marke Trinity oder Llano gehört, AMD kann also weiterhin nur an der Preisschraube drehen.

(Martin Fischer)

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