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Il y a un peu plus d'un an, AMD inaugurait la HSA Foundation en partenariat avec ARM, Imagination Technologies, MediaTek et Texas Instruments. Rapidement, Samsung et Qualcomm ont rejoint le groupe de fondateurs de ce consortium qui a pour rappel comme objectif de concevoir des standards dédiés au calcul hétérogène, qu'ils concernent l'aspect programmation ou l'implémentation matérielle.

Petit à petit, la liste de membres qui ont rejoint la HSA Foundation à un niveau ou à un autre s'est allongée et à l'occasion du Developer Summit 2013, AMD annonce avoir à nouveau renforcé les rangs du consortium :

Broadcom
Canonical Limited
Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI)
Huawei
Industrial Technology Res. Institute
Kishonti
Lawrence Livermore National Laboratory
Linaro
Oak Ridge National Laboratory
Oracle
Synopsys
TEI of Crete
UChicago Argonne, LLC. Operator of Argonne National Laboratory
VIA Technologies

Parmi les nouvelles arrivées notons le géant chinois des télécoms Huawei, Kishonti (GLBenchmark), Oak Ridge (qui a mis en place le supercalculateur Titan équipé en Tesla Kepler de Nvidia), Oracle (qui a pour rappel racheté Sun et donc Java) et VIA/S3 Graphics. De quoi donner progressivement de plus en plus d'influence à la HSA.

Son support s'étend également au niveau des langages de programmation. L'implémentation du support de la HSA est actuellement en cours pour Python, OpenMP, C++ AMP et Java :



Annoncé lors de l'AFDS de 2011 par Microsoft, C++ AMP sera, comme nous pouvions alors le supposer, étendu pour supporter la HSA en plus d'un mode OpenCL générique. La différenciation se fera au moment de la compilation où il sera possible de viser le langage intermédiaire HSAIL pour la HSA ou SPIR 1.2 pour les périphériques compatibles OpenCL. Par ailleurs, bien qu'initiative de Microsoft, AMD annonce que C++ AMP sera disponible également sous Linux et que ce support sera mis en place autant pour ses APU que pour ses GPU.

Depuis quelques temps, AMD travaille avec Oracle pour intégrer le support de la HSA dans Java 9 Sumatra et rendre l'utilisation des cores massivement parallèles aussi simple que possible. Un projet ambitieux et en attendant que cela soit finalisé et disponible, APARAPI initialement limitée à OpenCL dans Java 7 va supporter la HSA dans Java 8 (Project Lambda). Oracle a d'ailleurs réalisé une première démonstration sur base d'une simulation de type N-Body, qui, vous vous en doutez, était nettement plus rapide une fois accélérée par un GPU.

L'AMD Fusion Developer Summit, un forum technologique dédié au calcul hétérogène, a actuellement lieu à Seattle. Ce forum peut être vu comme la réplique d'AMD à la GPU Technology Conference de Nvidia qui s'est tenue le mois passé, mais un point important distingue cependant les deux évènements : AMD conçoit autant des cores CPU que des cores GPU. Plus que le calcul massivement parallèle, qui exploite les GPU, c'est ainsi le calcul hétérogène qui est ici à l'honneur.

Exploiter en symbiose des cores CPU et des cores GPU est complexe, notamment parce qu'ils ne partagent pas encore un espace mémoire totalement unifié, même si l'APU Trinity apporte quelques avancées à ce niveau. L'an passé, AMD avait annoncé la Fusion System Architecture, une tentative d'apporter des réponses à cette problématique de manière à pouvoir fournir une plateforme plus simple à exploiter pour un maximum de développeurs. AMD avait alors précisé vouloir en faire un standard ouvert : publier une documentation complète avant la fin 2011 et mettre en place un consortium pour gérer la FSA.

AMD a pris du retard sur la documentation qui n'est toujours pas disponible, mais a entretemps renommé la FSA en Heterogeneous System Architecture de façon à la détacher de sa marque Fusion. Il y a quelques mois, AMD précisé ses plans au sujet du consortium qui se dénommerait HSA Foundation et se verrait transférer tous ses travaux initiaux.

Cette édition de l'AFDS est l'occasion pour AMD de concrétiser la mise en place de la HSA Foundation, qui est effective depuis quelques jours. Il s'agit d'une organisation à but non-lucratif qui sera dorénavant chargée du développement et de la promotion de ce standard ouvert destiné à simplifier le calcul hétérogène qu'il concerne les PC, les smartphones ou les serveurs. Sa tâche sera également de produire des outils de développements efficaces et d'aider à la formation des développeurs.


AMD transfère à cette fondation la totalité de ses travaux initiaux sur la FSA/HSA, à savoir : un compilateur open source, des librairies et les documentations préliminaires qui concernent la programmation, les spécifications hardware ainsi que les spécifications software. AMD fournis par ailleurs une partie des fonds pour la mise en place de la fondation.

La fondation est bien entendu destinée à accueillir un maximum de membres, qui pourront être de plusieurs types : fondateurs (ce qui est encore possible s'ils y sont invités dans les 90 jours), promoteurs, supporters, contributeurs, universitaires et autres associés. Comme c'est généralement de mise pour ce type d'organisation, chaque membre participe à son budget de fonctionnement suivant son rôle, ce qui représente jusqu'à 125.000$ par an pour les membres fondateurs.


Les représentants des cinq membres fondateurs de la HSA Foundation, qui forment son conseil d'administration actuel.
La mise en place de la HSA Foundation n'aurait pas pu se faire sans son élargissement à d'autres grands noms de l'industrie. La présence d'ARM à l'AFDS l'an passé ne laissait aucun doute sur l'intérêt de la société spécialisée dans les modules destinés au SoC, pour laquelle le calcul hétérogène est la seule solution viable sur le plan énergétique, et c'est donc sans surprise qu'ARM fait partie des membres fondateurs de la fondation. D'autres ont rejoint l'initiative et sont tous liés aux SoC d'une manière ou d'une autre : Imagination Technologies, MediaTek et Texas Instruments.

Chacune de ces sociétés disposera d'un membre au conseil d'administration de la fondation (Manju Hedge, Vice-Président des solutions développeurs destinées au calcul hétérogène chez AMD et ex-CEO d'Ageia; Jem Davies Vice-Président responsable de la division Media Processing chez ARM…) qui sera gérée au quotidien par Phil Rogers, Président de la HSA Foundation et AMD Corporate Fellow.

Reste bien entendu que d'autres grands noms sont malheureusement absents du tableau, tels que Nvidia et surtout Intel. Les membres fondateurs ne désespèrent pas à l'idée de les voir rejoindre l'initiative, sans cependant se faire d'illusion à ce sujet. Mais ce sont, avant tout autre chose, les développeurs qu'ils devront s'attacher à convaincre et pour cela, comme le rappelait Adobe présent également à l'AFDS, il faudra leur proposer des outils complets, performants, simples d'utilisation et fiables. Un gros chantier en perspective.

Vous pourrez retrouver toutes les informations disponibles actuellement sur le site de la HSA Foundation  qui vient d'être mis en ligne mais la documentation complète se fait cependant toujours attendre.

Ce qui est probablement l'annonce la plus importante de l'AFDS a été quelque peu éclipsée hier compte tenu des détails dévoilés sur la future architecture des GPUs AMD : la FSA.

Phil Rogers, AMD Corporate Fellow, dévoile les évolutions à venir dans le calcul hétérogène.
Un frein à l'utilisation du GPU computing réside dans l'overhead énorme lié à son exploitation, un point qu'AMD entend bien faire disparaître avec la Fusion System Architecture, une combinaison hardware et software destinée à simplifier le GPU computing et son utilisation combinée avec les cores CPUs.



La FSA fait disparaître la lourdeur de la plateforme GPU compute actuelle.
Comme son nom l'indique, la FSA est avant tout pensée pour les APUs dans lesquels cores CPU et GPU sont proches l'un de l'autre, ce qui implique une communication simplifiée entre eux et une gestion d'un espace mémoire unifié plus simple à mettre en place. AMD compte cependant faire profiter les GPUs présents sur les cartes graphiques de tout ceci, grâce au PCI Express 3.0 qui offrira une bande passante supérieure ainsi qu'un espace unifié cohérent.


Cores CPU et GPU travaillent main dans la main plus efficacement grâce à la FSA.
La FSA n'est pas une nouvelle API mais une plateforme optimisée pour OpenCL et destinée à remettre à plat l'utilisation du GPU computing. Latence réduite, fin des copies de données inutiles entre les espaces CPU et GPU, pointeurs partagés entre CPU et GPU, possibilité d'un accès bas niveau au hardware pour des librairies hyper optimisées, modèle de queues hardware repris du SMP…

L'arrivée complète de la FSA se fera dans les 3 ans selon AMD, dont une partie (le dispatching optimisé) introduite en principe cette année avec la nouvelle architecture GPU dévoilée à l'AFDS également. AMD entend rendre la FSA ouverte à la concurrence, reste à voir si cet appel trouvera un écho chez Intel et Nvidia !

Dans tous les cas il est intéressant d'observer qu'AMD, vu comme plutôt passif dans le domaine du GPU computing ces dernières années, à décidé de prendre à bras le corps les challenges que représentent son exploitation. Il faut dire que le fabricant n'a pas d'autre choix, les APUs ayant un besoin criant de telles évolutions pour montrer tout leur intérêt. La documentation complète de la FSA devrait être publiée avant la fin de l'année de manière à permettre aux développeurs de s'y préparer.