[ADFS 12] 헤테로지니어스컴퓨팅을 위해 HSA재단 설립

AMD는, 헤테로지니어스컴퓨팅(CPU나 GPU를 조합한 컴퓨팅 기술)에 관한 소프트웨어 개발자를 위한 이벤트 「AMD Fusion Developer Summit 2012」(AFDS 12)을, 미국 워싱턴주 베르뷰에서 개최하고 있다. 첫날이 된 6월 12일(현지시간)에는, 기조 강연이 개최되어 AMD 상석 부사장겸글로벌 비즈니스 부문 제너럴 매니저의 리사・스씨의 오프닝 스피치로부터 시작되어, Adobe Systems 상석 부사장겸최고 소프트웨어 책임자(CSA) 토마스・마로이씨, AMD 펠로우 필・로쟈스씨의 2명이 등장해, 헤테로지니어스컴퓨팅에 관한 다양한 설명을 행했다.
 

　이 안에서 로쟈스씨는, 동사가 제창하는 HSA(Heterogeneous System Architecture)라고 하는 헤테로지니아스컴퓨팅아키텍쳐를 오픈 스탠다드로 해, 그 보급을 촉진하는 업계 단체 HSA FOUNDATION를 설립한 것을 밝혔다.공동 설립 기업안에는, 스마트 폰/타블렛을 위한 CPU의 명령 세트로서 사실상의 업계표준의 입장에 있는 ARM이나 Imagination Technologies등이 포함되어 있어 큰 주목을 끌었다.

●APU의 성능 향상의 보틀 넥은 대응 소프트웨어 

　AMD의 리사・스씨는 기조 강연에서, 「현재는 정말로 전환점에 있다고 생각한다.컴퓨팅은 종래의 클라이언트 중심으로부터, 모바일 기기등이 곳간 땅두릅을 통해서 서로 접속하는 세계로 전환을 이루고 있다.그러한 가운데로 프로세서의 진화도 변화하려고 하고 있다.종래와 같은 무어의 법칙적인 진화 뿐만이 아니라, 헤테로지니어스컴퓨팅이 새로운 진화로서 요구되고 있다」라고, 헤테로지니어스컴퓨팅이 주목받고 있는 것을 강조했다.

　그 한편으로 스씨는, AMD가 최근 몇년간에 릴리스 해 온 GPU와 APU의 역사를 되돌아 봐 「GPU는 급속한 기세로 진화하고 있어, 작년 연말에 릴리스 한 Southern Island의 디스크리트 GPU에서는 3.79 TFLOPS를 실현했다.한층 더 작년(2011년)은 제1세대의 APU인 Llano를 릴리스 해, 금년은 제2세대가 되는 Trinity를 릴리스 했다. APU는 톱 12의 OEM 메이커중 11의 메이커로 채용되고 있어 급속히 보급하고 있다」라고 설명.게다가로 「우리는 여러분의 도움을 필요로 하고 있다.그렇다고 하는 것도, 이 APU의 잠재 능력을 끌어 내는 소프트웨어가 없는 것이 APU의 보틀넥이 되어 있기 때문이다」라고, APU의 현재의 과제를 인정했다.

　스씨는 「금년, APU용으로 릴리스 된 어플리케이션은 작년의 2배가 되었다.그러나, 그런데도 아직 충분하지 않고, 5배, 10배로 늘려 가지 않으면 안 된다」라고 말해 몰려든 소프트웨어 개발자에 대해서, 이번 AFDS로 그방법을 배워, 대응의 소프트웨어를 만들었으면 좋겠다고 호소했다.

현재 클라우드는 장치의 위치도 바뀌고있다

GPU의 성능은 지속적으로 높아지고있다. 지난해 말에는 3.79TFLOPS에 도달

AMD는 APU로 Llano을 작년 투입해 올해는 Trinity 성능을 3 배로했다. 내년에는 Kaveri 3 세대로 투입 예정

APU 시장은 빠르게 성장하고있다

APU에 최적화된 소프트웨어가 필요 해지고있다

2012 년 APU에 최적화된 소프트웨어가 2011 배가되었다

●GPGPU가 메인스트림의 프로그래머에게 퍼져가지 않은 이유 

　스씨에 대해 기조 강연에 등장한 것은 Adobe Systems 상석 부사장겸최고 소프트웨어 책임자(CSA) 토마스・마로이씨.마로이씨는, Adobe에 입사하기 전은 Apple로의 Lisa의 소프트웨어 개발등에서 캐리어를 쌓아, 현재는 Adobe System의 소프트웨어 전략을 통솔 슬슬 책무를 지고 있다.

　마로이씨는 Adobe가 어떻게 GPGPU의 실장을 행해 왔는지의 역사를 되돌아 본 다음에, 「GPGPU에 의한 소프트웨어 개발은, 우리가"닌자 프로그래머"라고 부르고 있는 일부의 프로그래머에게 받아 들여지는 레벨에 머물고 있다.향후는 메인 스트림의 프로그래머에게도 보급시켜 갈 필요가 있다」라고 말해 그 실현에는 4개의 과제가 있으면 해설했다.

(1)프로세서의 연산 능력에 잉여가 발생하고 있다 

(2)메모리 공간이 각각 별로 존재하고 있는 것 

(3)일반의 프로그래머에게는 OpenCL등이 약간의 진입장벽이 높다는거 

(4)새로운프로그래밍 툴이나 라이브러리에 투자가 필요한 것

　마로이씨는 각각 구체적인 예를 내면서 해설하며 갔다.

　동씨는, 하버드 대학의 크레인튼・크리스텐센 교수가 작성한, 고객의 요구와 컴퓨터의 처리 능력에 관해서 고찰한 그래프를 내 「있는 아키텍쳐의 초기에는 고객의 요구 아득하게 밑도는 처리 능력 밖에 제공할 수 없지만, 곧바로 그것은 고객의 요구를 추월해서 가 반대로 처리 능력에 잉여가 발생한다」라고 말해 현재의 CPU나 GPU에는 그러한 잉여인 처리 능력이 발생하고 있지만, 그것들이 살려지지 않다고 지적.

　계속해 마로이씨는, Adobe에 입사한 직후의 1986년에 담당한 Illustrator의 Windows판을 예로 들어 「당시 PC에서는 메모리의 address 공간에 한계가 있어, EMS등의 메모리 공간의 변환이라고 하는 트리키인 방법을 이용해보다 많은 메모리를 이용하고 있었다.이 때문에, Mac판에 새로운 기능을 실장해도, 계속 되는 Windows판에서는 그 기능을 실장할 수 없는 문제가 발생하고 있었다.이것이 해결한 것은 1997년이 되고 나서다」라고, 메모리 공간이프로그래밍의 장해가 될 수 있는 것을 설명했다.

　현재, CPU와 GPU는 각각 다른 메모리 공간 공간을 이용하고 있어, 프로그래머는 각각의 메모리 공간의 구조 의식해프로그래밍 할 필요가 있어, 그것이 유연한 프로그램을 만드는데 있어서 장해가 되어 있다.

　또, 마로이씨는, 현재의 GPGPU의프로그래밍 모델로서 사용되고 있는 OpenCL나 NVIDIA의 CUDA에 대해 다루어 「현재의 GPGPU의프로그래밍 모델은 전문가 전용이 되어 있어, 메인 스트림의 프로그래머에게는 약간 허들이 높다」라고, 많은 프로그래머가 주저하고 있는 현상이 있다고 지적했다.

　마로이씨는 「이러한 4개의 과제를 해결하는 것이, 실로 헤테로지니어스컴퓨팅을 일반의 프로그래머에게까지 넓혀 가는데 필요한 일이다」라고 말해 HSA에 의해 그러한 과제가 해결되는 것에 기대감을 표명하고, 강연을 정리했다. 

Adobe의 GPGPU의 실장의 역사.옛날에는 OpenGL의 이용으로부터 시작되어, 최신판의 CS6에서는 OpenCL가 실장되고 있다

Adobe Photoshop CS6로의 OpenCL를 이용한 데모.보가시노 처리가 리얼타임에 행해지고 있어 렌더링의 종료를 기다릴 필요가 없다

같은 Premiere으로 OpenCL를 이용한 데모.색보정을 리얼타임에 프리뷰 하고 있는 동영상에 적용할 수 있다

기술이 있는 프로그래머(닌자 프로그래머)는 GPGPU의 이용을 진행시키고 있지만, 아직 일반의 프로그래머에게까지는 보급이 진행되지 않았다

CPU로 해라, GPU로 해라, 유저의 요구와 처리 능력에는 괴리가 일어나고 있고, 프로세서 파워는 남아 있다

보다 알기 쉬운프로그래밍을 실현하기 위해서 통합 address 공간이 필요하다

복잡한 메모리시스템에 의한, 프로그램의 문제예로서 EMS의 예등이 소개되었다

OpenCL는 닌자 프로그래머에게는 뛰어난 규격이지만, 일반의 프로그래머에게는 약간 어렵다

새로운 프로그램을 쓰려면 , 툴이나 라이브러리에의 투자도 필요하게 된다

●일반 프로그래머도 쓸 수 있는 HSA 

　AMD 펠로우의 필・로쟈스씨는 마로이씨의 문제 제기를 받고, 그러한 과제를 HSA로 해결해 나가는 방책에 관해서 설명을 행했다.

　로쟈스씨는 작년의 AFDS로 공개한 HSA(작년의 AFDS에서는 FSA로 불리고 있었다)의 개요에 관해서 되돌아 봐, HSA에서는, 메모리는 통합 메모리 공간에서 다루어져 CPU도 GPU도 같은 address 공간으로 이용할 수 있게 되어, 일반의 프로그래머도  헤테로지니어스인 소프트웨어를 용이하게 만들 수 있게 된다고 했다.

　HSA가 적용 가능한 범위로서 로쟈스씨는, 제스추어등의 내츄럴 UI, 생체 인증, 컨텐츠 전달, HD해상도 이상의 컨텐츠, AV컨텐츠의 관리등을 들었다.

　또, HSA의 구체적인 이용 방법에 대해 Java 어플리케이션에의 실장을 예를 들어 해설했다.Java의 어플리케이션으로부터 GPU를 이용하려면 , AMD가 Java의 확장으로서 준비해 있는 Aparapi라고 하는 API를 이용한다.현재 상태로서는 Aparapi로부터 OpenCL를 경유하고 있지만, 장래적으로는 이것을 HSA에 옮겨놓아 한층 더 HSA와 JVM의 사이에 런타임을 사이에 두는 형태로 해, HSA의 기능 그 자체를 JVM에 묻는 일도 생각할 수 있다고 한다.AMD는 작년의 AFDS에서는 HSA의 구체적인 실장에 관해서는 명확하게 하지 않았지만, 이번은 그 근처가 판명되어 왔다.

　게다가 로쟈스씨는 HSA를 한층 더 활용하기 위한 라이브러리로서 「HSA Bolt」라고 하는 라이브러리를 도입할 것을 밝혔다.이 라이브러리를 이용하는 것으로, 프로그래머가  헤테로지니어스컴퓨팅 에 대응한 어플리케이션을 만드는 것이 용이하게 된다고 한다.HSA Bolt를 이용하면, 현재의 어플리케이션과 같은 코드로,  헤테로지니어스컴퓨팅을 실장할 수 있어 OpenCL를 이용했을 경우에 비해 코딩의 양도 줄어 든다고 한다. 

 작년도 나타난 HSA의 도로지도.

현재의 Trinity에서는 제2 단계에서, 2013년의 Kaveri에서는 통합 메모리 공간등이 실현되게 된다

HSA를 이용하면, 일반의 프로그래머라도 헤테로지니아스콘퓨팅에 대응한 소프트웨어를 간편하게 만들 수 있게 된다

Adobe의 마로이씨가 지적한 문제 HSA로 해결할 수 있다

HSA가 적용 가능한 어플리케이션의 예

CPU에 가세해 GPU를 이용하는 것으로, 성능은 2.5배가 되지만, 소비 전력은2/5이 된다고 한다

Java에 있어서의 HSA의 실장.최종적으로는 JVM 자체에 HSA를 실장해 버린다

프로그래머를 서포트하는 라이브러리로서 HSA Bolt를 릴리스

HSA의 구조

HSA로 AMD 특별이 되는 것은 GPU의 드라이버 부분에서만, 다른 벤더도 HSA의 구조를 활용이다

HSA Bolt를 이용하면, 종래의 일반적인 어플리케이션과 같은 코드수로 CPU와 GPU의 양쪽 모두를 사용하는 어플리케이션을 쓸 수 있다

●ARM, Imagination, MediaTek, TI도 참가해 HSA FOUNDATION를 설립 
 

　로쟈스씨는, HSA를 AMD만의 규격으로 할 생각은 조금도 없고, CPU나 GPU 드라이버에 한정하지 않고, HSA를 이용하기 위해서 필요한 사양이나 라이브러리등도 모두 공개한다고 선언.그리고, AMD 및 파트너 기업에서, 비영리 단체의 HSA FOUNDATION를 설립한 것을 밝혔다.

　AMD는 HSA의 드래프트 규격이나 HSA Bolt등의 라이브러리라고 하는 HSA의 모든 것을 HSA FOUNDATION에 기증해, 다른 vender도 HSA에 참가하기 쉬워지는 것을 노린다.

 

　로쟈스씨 자신, HSA FOUNDATION의 대표로 취임하지만, 동 단체의 창업자로서 참가하는 기업도 소개했다.

 

　창업자가 되는 것은 AMD 자신외, ARM, Imagination Technologies, MediaTek, Texas Instruments(TI)의 5사다.

　이번 창업자가 된 어느 기업도, 스마트 폰이나 타블렛 시장에서는 중요한 플레이어다.그러한 기업이 HSA FOUNDATION의 신호 등의기를 흔들기역으로서 더해진 것은, HSA가 그 세계에서 사실상의 표준이 될 가능성이 높고, HSA의 보급에 큰 기세가 가해지게 될 것 같다.

　다만, PC의 세계에서는 여전히 AMD는 소수파이다.그러한 의미에서는, 64bit때에 AMD64가 x64로서 표준으로서 정해진 전례와 같이, 열쇠를 잡는 것은 Microsoft라는 것이 될 것이다. 현시점에서는 Microsoft가 어떠한 선택을 하는지는 밝혀지지 않지만, AFDS에서는 6월 13일(현지시간)에 Microsoft의 기조 강연이 예정되어 있어 그 쪽에서 눈을 떼어 놓을 수 없다.