A Série Radeon 6800 III: EyeSpeed, Eye-Definition e Fusion

Fusion

O lançamento da série HD 6800 não ficou restrito a ela. Serviu também para que a AMD comentasse seus planos para o futuro próximo. E, no centro deste futuro, reluz a tecnologia Fusion.

De que se trata?

Segundo a própria AMD: “A tecnologia Fusion, da AMD, consiste em projetar processadores e desenvolver software a partir de uma nova perspectiva, fornecendo poderosas capacidades de processamento de dados e gráficos em alta definição, tridimensionalidade e tarefas que exigem intensa carga de trabalho em um processador constituído por uma única peça de silício e denominado UPA. As UPAs combinam, em série e em paralelo, núcleos de alto desempenho com outros componentes de hardware cujo objetivo específico é acelerar o processamento, permitindo que sejam rompidas barreiras na computação visual, segurança, relação desempenho/potência e fator de forma” (AMD Fusion is a new approach to processor design and software development, delivering powerful CPU and GPU capabilities for HD, 3D and data-intensive workloads in a single-die processor called an APU. APUs combine high-performance serial and parallel processing cores with other special-purpose hardware accelerators, enabling breakthroughs in visual computing, security, performance-per-watt and device form factor.)

Entendeu?

Pois destrinchemos mesmo assim.

O produto da tecnologia Fusion será um processador que ela mesma batizou de UPA (em inglês, APU, de “Accelerated Processing Unit”).

Uma UPA, ou unidade de processamento acelerado, consiste em uma única peça que combina as capacidades e habilidades de processamento de dados e gráficos.

Note bem: não se trata de um projeto semelhante ao de alguns dos novos processadores da Intel que trazem uma unidade gráfica de processamento e uma unidade central de processamento interligadas no interior de um único “chip“, como por exemplo a arquitetura Clarkdale. Trata-se de uma única unidade de processamento, multinuclear, integrada em uma peça única de silício, capaz de combinar seus diferentes núcleos tanto em paralelo quanto em série. Na combinação em paralelo as tarefas de processamento de dados e de gráficos são distribuídas entre os núcleos para gerar gráficos ? inclusive tridimensionais e em alta definição ? enquanto prossegue o processamento de dados. Já na combinação em série a capacidade dos diferentes núcleos é somada para acelerar a execução de uma tarefa.

Ou seja: a tecnologia Fusion combina as tecnologias de processamento escalar das unidades centrais de processamento, genéricas, com as de processamento vetorial ou gráfico, em uma única unidade multinuclear na qual os núcleos podem ser combinados de diferentes maneiras de acordo com a demanda deles exigida.

As UPAs da AMD serão compatíveis com os sistemas operacionais atuais (inclusive Windows 7) e padrões de aceleração gráfica (como o DirectX 11). Farão uso intensivo do processamento em paralelo oferecido pelo padrão OpenCL ? cujo desenvolvimento tem sido fomentado pela AMD justamente porque permitem tirar máximo proveito das capacidades de processamento em paralelo das futuras UPAs.

A combinação dos processamentos de dados e gráficos em um único “chip” de alto desempenho, segundo a AMD, permitirá que seu computador execute tarefas como:

– reconhecer sua fisionomia e liberar o acesso ao computador (efetuar “login“) sem a necessidade de senhas;

– reconhecer seus gestos e agir de acordo com eles;

– reagir a seu toque ou voz e executar comandos consoantes com eles;

– permitir a conversa (inclusive com vídeo de alta definição) via Internet mesmo em conexões de baixa taxa de transferência;

– inspecionar seus arquivos de fotos e vídeos e classifica-los usando o reconhecimento de faces, locais ou objetos (“foto do Tiririca tirada em Carapicuíba segurando um trombone”, por exemplo);

– auxiliar na classificação de arquivos gráficos e de vídeo para, por exemplo, eliminar duplicatas;

– “retocar” arquivos de vídeo para melhorar o foco, distribuição de cores e estabilidade de imagem;

– abrir a Wikipedia ou outra enciclopédia da Internet e carregar a página correta quando você clicar sobre a figura de um ator em um vídeo ou sobre uma imagem em um noticiário de TV transmitido ao vivo;

– ampliar conteúdo, ainda que de imagens de baixa qualidade, para “encher” totalmente o vídeo de seu monitor de alta definição (com imagens em alta definição, naturalmente);

– acrescentar realismo estereoscópico a imagens bidimensionais;

– permitir que se usufrua da experiência imersiva em jogos tridimensionais em múltiplos monitores;

– e ser vendido a um preço que esteja ao alcance do bolso do usuário comum.

Pareceu-lhe muito? Bem, se acha que é exagero, reclame com a AMD. Tudo isto, sem exceção (exceto algum tempero na tradução) foi obtido no documento “AMD Fusion Family of APUs“. Baixe-o e veja por si mesmo.

E como a AMD pretende realizar estas pequenas façanhas?

Bem, ainda segundo ela, combinando núcleos de processadores escalares x86 (ou seja, processadores comuns, “de 32 bits”) com unidades programáveis de processamento vetorial (um nome complicado para “processador gráfico”) em uma única peça de silício (“die“). Além destes elementos, as UPAs incluirão diversos componentes específicos, como controladores de memória, controladores de E/S, decodificadores de vídeo especializados, saídas de vídeo e barramentos de interface com outros sistemas.

O resultado é um único componente multifacetado com extraordinárias capacidades de executar uma grande diversidade de tarefas. Mas o ponto chave de tudo isto é a incorporação de processadores escalares e vetoriais em uma única peça. É por isto que a tecnologia recebeu o nome de “Fusion”: por fundir dois ramos de processamento até aqui sempre considerados independentemente, o escalar (processamento de dados simples) com o vetorial (usado primordialmente no processamento gráfico). E, evidentemente, foi para isto que recentemente a AMD adquiriu o controle da ATI, uma das líderes no mercado de processamento gráfico.

A figura 3 mostra o diagrama esquemático de uma UPA. Nele se vê, em destaque, as unidades de processamento escalar (ao alto e à direita, rotulada “x86 CPU cores”) composta por diversos núcleos de processadores de dados, o conjunto de processadores vetoriais do lado oposto (rotulados de “SIMD engine array”, onde SIMD significa “Single Instruction Multiple Data”, técnica empregada para processamento tipo “multimídia”) e, abaixo deste último, os decodificadores de vídeo unificados (ou UVDs; quem estiver particularmente interessado neles deve consultar o documento “Video technology“).

Notem que estes três componentes (na verdade, três conjuntos de componentes) se conectam localmente ao mesmo barramento de altíssimo desempenho (rotulado de “High performance bus & memory controller”) e, daí, diretamente à memória principal (vista no alto, fora da UPA, rotulada de “system memory”), seguindo a tendência moderna ? da qual a própria AMD foi pioneira e atualmente é adotada pela Intel ? de eliminar o “barramento frontal” (FSB, ou “Front Side Bus”) “embutindo” o controlador da memória diretamente no processador (que no caso da Figura 3 é a própria UPA), eliminando assim um dos mais restritivos “gargalos” da arquitetura clássica de processadores.

Infelizmente, nesta coluna não caberia descer a maiores detalhes sobre a arquitetura das UPAs. Mas, garanto, trata-se de um conceito revolucionário. Quem estiver interessado nos detalhes deve consultar o documento “AMD Fusion Family of APUs” que, se não destrincha o assunto, vai muito além do que podemos ir aqui. Para quem se interessa por arquitetura de microprocessadores, é um prato cheio.

Mas tudo isto é teoria e o papel aceita tudo. Como é que anda, na prática, o desenvolvimento da tecnologia Fusion?

Bem, ela foi anunciada pela primeira vez em 2007, quando foi implementada em duas famílias cujos nomes de código eram “Falcon” e “Swift”. E continuou seu desenvolvimento em etapas.

Agora, segundo a AMD, estamos próximos do lançamento comercial do primeiro membro da família das UPAs.

Seu nome de código é “Llano”. Deverá ser lançado em 2011 para equipar tanto micros de mesa quanto portáteis. Será o primeiro produto comercial a efetivamente integrar núcleos capazes de processamento escalar e vetorial.

É esperar para ver.

Afinal, um ano passa depressa e eu tenho que admitir: pelas demonstrações que vi no lançamento das Radeon Serie HD 6800, estou bastante interessado em ver um destes brinquedos funcionando de verdade.

B. Piropo