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AMD fusioniert die CPU mit den Grafikfunktionen

Dieses Thema im Forum "Hardware & Software News" wurde erstellt von camouflage, 13. August 2010.

  1. camouflage
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    camouflage Chef Mod

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    Das traditionelle Rechnerdesign unterscheidet nach einer CPU und einem separaten Grafikinterface. Dies muss nicht zwangsläufig so sein, wie AMD in seiner neuen Prozessorgeneration aufzeigt. Durch die Verknüpfung der CPU-Funktionen mit den Grafikfunktionen lassen sich Anwendungen beschleunigen.
    Zerlegt man einen Computer in seine wichtigsten Bestandteile so sind dies die CPU (der Prozessor), der Arbeitsspeicher, die Massenspeicher und die Ein/Ausgabe-Anbindungen. Letztere treten in unterschiedliche Ausprägungen auf: als serielle oder parallele Busse, als USB, Firewire oder Funkstrecke. Über diese IO-Kanäle erfolgt die Kommunikation mit den Server, den Speichersystemen und dem Benutzer, dessen Tastatur, der Maus und Anzeigebildschirmen.
    Der Drang nach mehr Leistung und Kapazität für die Rechnerbaugruppen zeigt sich in schnelleren Kommunikationsverbindungen, höherem Speichervolumen oder einer besseren Grafik mit höherer Auflösung oder Spezialeffekten wie etwa der 3D-Darstellung. Vom Blickpunkt der „Rechenleistung“ stehen die Prozessoren im Mittelpunkt. Nicht minder komplex aber sind die Grafikbausteine. Sie stehen einer modernen CPU in Hinblick auf die Komplexität der integrierten Verarbeitungslogik kaum nach. Der Arbeitsspeicher hingegen ist vergleichsweise einfach in seinem Aufbau. Er muss letztendlich nur groß und schnell sein, die Strukturen der Speicherbausteine aber sind relativ geradlinig.
    Leistungsschub durch Parallelisierung
    Um den Durchsatz der CPU zu erhöhen, verfolgte man jahrelang das Ziel der immer höheren Taktraten. Doch das führte irgendwann in die Sackgasse. Hoher Takt bedeutet hohen Stromverbrauch und das wiederum erhitzt die CPUs, die dann ihrerseits durch noch mehr Energie wieder gekühlt werden müssen. Vor einigen Jahren änderten die CPU-Hersteller daher ihre Strategie: Statt hohem Takt sind es nun parallele Rechenkerne, die den Durchsatz erhöhen.
    Der wichtigste Partner der Prozessoren ist neben dem Arbeitsspeicher die Grafikanbindung. Hinsichtlich der Art der Verarbeitung ist die Leistung der CPU mit jener der Grafik durchaus vergleichbar. In beiden Fällen geht ums um Rechenoperationen. Ob nun ein Excel-Arbeitsblatt oder ein Polygon zu berechnen sind, die Anforderungen sind relativ vergleichbar. Gleichzeitig zeigen die Multicore-CPUs, dass man durchaus mehr Funktionen auf einen Chip (Die) packen kann. Warum also sollte das nicht die Grafik sein?
    Fusion der CPU mit der Grafik
    Dies ist der Weg, den AMD mit dem als Fusion bezeichnet Chips in Zukunft anstrebt. In Fusion vereinigte der Chiphersteller die Funktionen der Prozessoren (CPU = Central Processing Unit) mit den Grafikbausteinen (GPU = Graphical Processing Unit). Die sich aus dieser Verschmelzung von CPU und GPU neu ergeben Prozessoren nennt AMD APU (Accelerated Processing Unit).
    Damit ändert sich aber auch der klassische Aufbau der Rechner. Diese weisen oftmals eine getrennt Grafikkarte auf. Aber ist das noch notwendig? Schon heute kommen mehr und mehr Geräte auf den Markt, die just die Grafikfunktion fest auf dem Mainboard verankern. Bei Notebooks, Netbooks oder jeglichen mobilen Geräten ist das längst der Standard. Lediglich die traditionellen Desktops gönnen sich heute oftmals noch den Luxus einer getrennten und eigenen Grafikanbindung in Form einer spezialisierten Grafikkarte. Dies wird für Highend-Geräte mit höchsten Anforderungen an die Grafikleistung (beispielsweise für Spiele-PCs) auch in Zukunft gelten. Der große Anteil all jener Geräte allerdings, deren Grafik nicht höchsten Ansprüchen genügen muss, kann auch über integrierte Grafikfunktionen bedient werden, just so wie es AMD nun anstrebt.
    Die ersten Modelle dieser Hybridprozessoren, die AMD unter dem Codename „Zacate“ vermarket, sollen bereits im vierten Quartal dieses Jahres erscheinen. Für das kommende Jahr plant AMD dann den Breiteneinsatz der Fusion-Chips. Dieser wendet sich zuerst an Notebooks und Desktops.
    Fusion auch für Server
    Ähnlich verhält es sich bei Serversystemen. Wenngleich Fusion zuerst im Kontext der Desktops und Notebooks verfügbar sein wird, bleibt es lediglich eine Frage der Zeit, bis die GPU-Funktionen wohl auch in den Serversystemen angepasst werden. Hinzu kommt, dass Server ohnehin meist aus der Ferne verwaltet werden. Direkt am Server angeschlossene Bildschirme zählen zumindest in den mittleren und größeren IT-Szenarien zur Ausnahme.
    Daneben öffnet sich in Zukunft aber ein gänzliche neuer Markt für Fusion: das High Performance Computing (HPC). HPC wird heute vor allem im Umfeld der Modellierung oder des Designs eingesetzt. Ein weitere Einsatzzweck sind Simulationen. Immer dann, wenn dabei auch grafische Objekte ins Spiel kommen, wird den Rechnersysteme ein Höchstmaß an Grafikleistung abverlangt. Durch die Verknüpfung der Grafikfunktionen mit den Standard-Rechenoperationen der CPUs lassen sich hier abermals Leistungsvorteile erzielen.
    Der Nutzen von Fusion
    Das generelle Ziel von Fusion, egal ob es dabei um den Einsatz im Desktop, im Notebook oder im Serverbereich handelt, liegt immer in der Leistungsverbesserung und Durchsatzoptimierung der Anwendungssysteme. Durch die enge Verknüpfung der GPU-Funktionen mit den CPU-Funktionen in einem Baustein werden die Wege und Signallaufzeiten kürzer. Statt Zentimeter und einer Kommunikation über das Mainboard sind dann eben nur noch Nanometer im GPA-Chip zu überbrücken. Ferner verbessert sich die Kommunikation und das Handshake der ehemals getrennten Bausteine.
     
    #1
    bpf_cluster und Pilot gefällt das.

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