环绕计算扫清人机交互障碍

一个眼神，一个手势，你就可以控制所有的智能终端设备，实现无障碍的人机交互。AMD的环绕计算将这种梦想变成了现实，也将重新定义计算的未来。

在一座360度的穹顶剧场内，一群动画中的怪兽正在弹奏着各类乐器，而你可以用手势来控制这些怪兽的行动。这不是天方夜谭，而是AMD利用先进的环绕技术打造出的Surround House（环绕屋），它融合了音频、视频、环绕立体声和手势控制等，可以让人们拥有身临其境的360度环绕体验。AMD倡导的环绕计算，将扫清人机交互的种种障碍，使得人与人、人与设备、设备与设备之间的交流变得更加轻松、自由。

重新定义计算

每天，大量的数据从各种智能终端设备和云端向我们涌来，更好的人机交互成了迫切需求。AMD高级副总裁兼首席技术官Mark Papermaster（马克・佩珀马斯特）表示，AMD创造出了一种新的具有高效能的计算方式，称之为环绕计算，它将重新定义现代计算。

环绕计算主要是在人机交互方面做了很多新的拓展，比如手势识别、增强现实、虚拟现实等。环绕在人们周围的各种设备因为内置了更高效能的微处理器，可以让人机交互变得更加智能，且不受时间、空间的限制，进而让人们的数字生活变得更加安全、智能和便捷。

环绕计算的核心支撑还是APU。AMD长期致力于CPU与GPU的融合，并通过二者结合的产物APU实现应用的创新。AMD刚刚了第四代Kaveri APU，其最大的改变就是可以支持异构计算。Kaveri APU 中的CPU与GPU能够共享内存，实现内存一致性，可以更加高效地实现协同计算。

在2012年的Hot Chips大会上，AMD提出了环绕计算的构想和具体的实现步骤。之后，AMD沿着环绕计算的道路，在相关技术和产品的研发上投入了大量精力，并取得了很大进展，环绕屋就是环绕计算的一个生动例证。除了带来震撼的视听效果以外，环绕屋的出现也表明，环绕计算技术已经走出实验室，开始步入实用阶段。

“人们用手势就可以控制整个环绕屋的运作，实现非常友好的人机交互。环绕计算将改变未来动画的趋势。”Mark Papermaster表示：“环绕计算有几项关键技术，包括语音识别、手势识别、面部识别等，而这些技术的实现全部依赖异构系统架构。”

创造让人有身临其境之感的虚拟世界需要巨大的原始处理能力，这要求未来的计算引擎在具有超强运算处理能力的同时还必须具有高效节能的特性。在刚刚结束的大连中国国际软件和信息服务交易会（CISIS）上，AMD给出了环绕计算的实证。比如，AMD新一代Kaveri APU可以提供12个计算核心（包括4个“压路机”架构CPU核心、8个GCN架构GPU核心），支持Mantle视觉加速技术和32声道环绕立体声True Audio技术。Kaveri APU基于异构系统架构，在提升性能的同时还可大幅降低能耗。

“若想实现身临其境的运算体验，以上各方面因素都十分关键，缺一不可。不过，这一切才刚刚开始。”Mark Papermaster告诉记者，“我们正处在新的计算时代的拐点。AMD是环绕计算的缔造者。我们将通过环绕计算完全改变未来计算的方式。环绕计算将在未来创造出一个新的产品类别，主要服务于增强现实和虚拟现实。”

提升能效的三大关键

各类智能终端设备，包括PC、智能手机、平板电脑甚至可穿戴设备等，都将是环绕计算的重要载体。而为了方便沟通和移动，这些终端设备会变得越来越小巧、便携。因此，高能效的部件是必需的。

Mark Papermaster在中国国际软件和信息服务交易会的主题演讲中明确表示，到2020年，AMD APU的能效将比现在提升25倍。为此，AMD将在APU本身的设计、能耗管理和异构系统架构的设计上推陈出新。

AMD将主要通过以下三方面的努力实现自己提高APU能效的承诺。

第一，异构计算和功耗优化。AMD通过异构系统架构将CPU和GPU的计算核心和数字信号处理器等专用加速器整合在一颗芯片上，成为APU。AMD的这一创新通过取消独立芯片之间的连接实现节能，CPU与GPU处于同等的计算地位，并使计算工作负载可以无缝转移到最优的处理组件上，从而提高常见工作负载的能效。

Mark Papermaster介绍说：“AMD已经为嵌入式设备和PC市场提供了具有HSA特性的APU，其半定制化的APU也在新一代的游戏机中得到广泛使用。”

第二，智能实时功耗管理。对功耗管理而言，尽快执行完任务并快速回到待机状态，然后把待机功耗降到最低是至关重要的。最新的AMD APU可对工作负载和应用进行实时分析，动态调整主频来达到最优的吞吐率。同样，AMD的平台感应功耗管理技术可以让处理器通过超频来快速完成任务，然后迅速回到低功耗待机状态。

第三，未来的能效创新。能效的提升需要技术创新来推动。多年前，AMD就意识到能效的重要性并积极投入研发，推出了许多创新的技术，包括帧间功率门控、多域自适应电压、电压岛、系统组件深度集成等，这些技术加上AMD正在进行的能效方面的创新，将更有效地提高APU的能效。

“AMD的长处在于通过能耗控制技术和架构上的创新，提升系统整体的能效。”Mark Papermaster介绍说，“其中最关键的创新是为相应的组件按需供电的智能能耗管理技术，它可以更高效地完成任务，以便使系统快速切换到超低功耗的闲置状态，实现节能。此外，通过采用异构运算技术，可以持续改善GPU在并行计算中的能效。异构运算使用的越多，能效改善的效果就越明显。”

以AMD的产品为例，虽然同样使用28nm制造工艺，但2014年推出的全新的主流移动APU平台Beema的每瓦能效是前一代Kabini平台的211%。

服务器与移动设备在节能设计上有不同的思路，因为服务器的工作负荷与移动设备的负荷大相径庭。移动平台的负荷呈现峰谷交替的周期性，而服务器的工作负荷则较为稳定。

根据工作负荷的需求，服务器需要不同于移动设备的能耗管理和提高能效的方法。Mark Papermaster表示，AMD服务器产品向来以改善能效为设计的首要因素，通过采用ARM处理器和高密度服务器的架构，可以达到更高的能效。

融合带来更好的应用体验

从APU到双架构计算，AMD一直十分坚决地执行其融合战略。无论是CPU与GPU的融合，还是x86与ARM的融合，AMD都引领了业界的技术发展潮流。Mark Papermaster表示：“融合的第一步是把CPU与GPU结合在一起，并且采用一个非常直接的接口将两者连接起来。但在融合的初期，CPU与GPU还是处于独立的内存访问，等到第四代Kaveri APU推出时，则真正实现了内存共享与内存一致性，这使得GPU+CPU可以有效地协同运作，更好地支持异构计算。”

无论是APU还是双架构计算，都需要一个广泛的生态系统来支持并推动其应用。AMD已经与许多软件厂商结成了合作伙伴关系，加强基于APU的应用开发。“为了更好地推动HSA异构系统架构的开发和应用，我们成立了HSA基金会，目的是让合作伙伴可以更好地利用异构计算平台，使用更高级的编程语言，达到更好的计算效果。”Mark Papermaster介绍说，目前，全球已有40家公司加入了HSA（异构系统架构）基金会，这些成员与AMD有同样的理想，就是更简单地部署和使用异构计算。

以前，人们通常习惯性地将AMD与Intel放在一起比较，但从最近几年的情况看，两家公司的定位与发展思路发生了较大差异，AMD已明确了走融合的发展道路。

“我们的愿望是给用户带来更好的应用体验。”Mark Papermaster补充说，“我们提供各类高能效的计算引擎，包括CPU、APU、显卡等，希望帮助用户更容易地实现环绕计算。我们与所有的软件开发商一起努力工作，希望更容易地开发出相关应用，并运行在AMD高能效的计算平台之上，不断优化工作负载，为用户带来更好的体验。”