AMD_FireStream

FireStream是ATI研發的一個流處理器系列 ， 在AMD收購ATI後改爲 Firepro S 系列 ， 建基於Radeon圖形顯示芯片 ， 提供高性能計算能力 。 FireStream產品中的顯核不是用來作3D加速用途 ， 而是利用顯核內置的強大像素處理器變成一群並行處理器 ， 作爲浮點運算協處理器 ， 協助中央處理器計算複雜的浮點運算程序 ， 例如複雜的科學運算 。 而早在數年前 ， 人們就意識到GPU不但可以處理圖形數據 ， 還可以處理其他數據 。 BionicFX就試過利用GeForce 6800處理音頻數據 ， ATI亦做過同樣的試驗 。 而且史丹佛大學的Folding @Home 研究項目亦可利用Radeon X1900作運算加速 ； 通過GPU來模擬蛋白質合成 ， 進而找尋有關蛋白質的疾病 。 自R520系列顯核問世以來 ， 基於它的可編程結構 ， ATi已投入大量資源研究GPGPU ， 意即使用顯核來作非3D運算 ， 處理一般在主流伺服器和桌面處理器上運行的軟體 ， 據稱性能比CPU高出10 - 30倍 ， 並於稍後宣佈其 “ 流計算 （ 通用計算 ） ” （ Stream Computing / General Purpose Computing ） 概念 ， 同時發佈ATI FireStream流處理器 ， 使用名爲 “ Close To Metal ” （ CTM ） 的硬件界面 ， 直接跳過3D應用程序接口 ， 如DirectX ， 讓開發者可以充分利用流處理器架構的特性 ， 以最符合流處理器使用的原則對程序進行優化 。 第一個產品 ， FireStream 580 ， 是建基於R580圖形芯片 。 它將是一塊採用R580顯核的特殊顯示卡 ， R580顯示核心中的48個獨立的像素處理器能帶來強大的浮點運算性能 。 該產品採用PCI Express x16作爲介面 ， 流處理器的頻率是600 MHz ， 可以同時執行512線程 ， 並配備了1GB GDDR3記憶體 ， 頻率是1300 MHz 。 並有可能使用多個核心並行處理數據 。 這個流處理器的功耗爲165瓦特 。 在AMD於2006年中成功收購ATI後 ， ATi成爲AMD旗下的圖形產品部門 ， 並於2006年11月15日正式發佈了業界首款 “ 流處理器 ” （ Stream Processor ） 。 這款流處理器利用AMD旗下的圖形產品部門 ， 原先是用於Radeon X1900顯示卡上的ATI R580顯示核心作爲基礎 。 ATI FireStream 580並可以作爲AMD的Torrenza協處理平臺的附件加速芯片 。 當今最強大的計算機之一是IBM的藍色基因 ／ L ， 它擁有65536個雙核心處理器 ， 亦即是131072個處理核心 ， 運算性能是367TFlops 。 理論上 ， 只需不到1000個流處理器 ， 就能達到藍色基因 ／ L的性能水平 。 因爲每個FireStream流處理器能提供至少375 GFLOPS的運算能力 。 藉助CTM硬件界面 ， 系統就能直接控制流處理器和其記憶體 ， 不用再通過3D API Layer ， 所以性能是處理圖形數據時的8倍 。 由於CTM是開放性設計 ， 開發商可將指令集輸入至顯示記憶體中 ， 成爲可編程處理器 。 根據AMD展示的系統 ， 採用微軟的Windows XP Professional ， 採用AMD的Opteron雙核心處理器 ， 搭配2張AMD R600流處理器 ， 藉助1個通用的MADD計算 ， 這個系統每秒就能完成1萬億次浮點計算 ， 性能是目前頂級系統的10倍 。 這是由於流處理器核心擁有大量平行處理器 ， 能輕易提升浮點運算性能 。 一家名爲Peakstream的公司 （ 已被Google收購 ） 宣佈 ， 只需利用軟體 ， 配合x86或者Cell處理器 ， 就可以發揮出顯示卡強大的浮點運算性能 ， 應用於普通的程序中 ， 而速度會較普通CPU快上20倍 。 直至Google收購的一刻 ， 該軟體只支援ATI的顯示核心 。 2007年十一月末 ， AMD正式發佈第二代FireStream流處理器 ， AMD FireStream 9170 ， 建基於55 nm製作工藝的ATI RV670顯核 ， 提供業界首個雙精度浮點運算流處理器 ， 並達到500 GFLOPS單精度浮點運算速度 ， 功耗向下調至不多於150瓦特 。 並將於2008年第一季推出FireStream SDK ， 提供Compute Astraction Layer （ CAL ） ， 成爲一個完整的軟體編寫與開發平臺 ， 讓開發人員利用高級編程語言 （ 例如 ： C語言或C + + 等 ， 以及其他專有函式庫 ， 如 ： Brook + 或RapidMind等 ） 編寫程序 ， 並經過CTM界面 ， 進行低級 （ 機器代碼 ） 微調 。 Stream流處理器的開發軟體名爲Stream SDK 。 在2008年8月 ， AMD宜布將會升級此軟體 ， 以支援DirectX 11和OpenCL 。 從催化劑 8.12 開始 ， 主流顯示卡將可以使用到Stream技術 ， 對抗NVIDIA的CUDA技術 。