С момента выхода первого процессора на базе микроархитектуры Fusion, в котором GPU и CPU разместились на одном кристалле, компания AMD начала говорить о своих планах относительно революционной гетерогенной архитектуры (HSA). В настоящее время компания AMD рассказывает о следующем шаге в этом направлении. Новая технология получила название hUMA (гетерогенная унифицированная память).

Архитектура HSA является попыткой решить вековую проблему с различными архитектурами. Первые APU под кодовым названием Llano объединили на одном кристалле CPU и GPU. Объединение 2 компонентов является очень важным шагом, но базовая модель связи между ними не слишком отличается от материнских плат AMD предыдущего поколения.

Компания AMD продвинулась немного дальше, выпустив на рынок следующее поколение APU под кодовым названием Trinity, в которых «бело-зеленые» улучшили управление питанием и реализовали поддержку технологии C++ AMP для переноса вычислений на GPU.

В настоящее время AMD заговорила о новом шаге на пути к разнородным вычислениям – добавление двунаправленной когерентной памяти и страничной организации памяти. Другими словами унификация и распределение общей системной памяти между вычислительными и графическими ядрами. Это позволит CPU и GPU быстрее обмениваться данными, выполнять задачи разного рода и тесно взаимодействовать между собой в зависимости от статуса поставленных задач.

Несмотря на все улучшения в процессорах Trinity, путь между вычислительными и графическими ядрами все еще очень длинный. В Trinity компания AMD не продумала, каким образом можно реализовать совместный доступ к общей системной памяти. Данную особенность «бело-зеленые» хотят реализовать в следующем поколении APU под кодовым название Kaveri. На системном уровне переход к унифицированной памяти выглядит следующим образом:

Таким образом, CPU и GPU одновременно могут считывать и модифицировать 1 и тот же участок памяти без потери времени на ожидания, пока кто-нибудь из них первым справится с задачей. Это позволит распределять ресурсы между CPU и GPU.

Центральный процессор сможет считать результаты работы GPU прямо из памяти без дополнительного копирования и кучи промежуточных этапов, что наглядно видно на слайдах ниже.

Как уже говорилось выше, чипы Kaveri, выход которых намечен на вторую половину 2013 года, первыми получат данные особенности. Скорее всего, эта технология также будет реализована в новых игровых консолях Xbox Durango и PlayStation 4, несмотря на то, что графические ядра в данных продуктах основаны на базе микроархитектуры GCN. Приняв данную технологию, компании Microsoft и Sony смогут выиграть во многом. Возможность обмена данными и поддержка когерентности между CPU и GPU является ключевыми факторами в производительности игровых консолей.

Последнее интервью ведущего конструктора Марка Церни подтверждает, что в PlayStation 4 будет реализована технология AMD hUMA. Ранее в AMD говорили об использовании встроенного чипа eDRAM в качестве кеша для видеопамяти, комментируя структуру памяти в Xbox Durango.

На данный момент существует 1 вопрос: насколько сильно технология hUMA поможет APU AMD нового поколения? На данный момент это сложно предугадать. В теории, следующее поколение дискретных графических процессоров также будет использовать эти возможности. Вероятно, в будущем пользователи увидят игры, которые поддерживают технологии AMD. Существенным барьером на пути hUMA может стать безразличность компаний Intel и NVIDIA к подобным технологиям. На данный момент также определенно непонятно вписывается ли HSA в долгосрочные планы относительно GPGPU-расчетов. По некоторым критериям Radeon HD 7970 достаточно неплохо смотрится по сравнению с высокопроизводительным NVIDIA Titan, но NVIDIA продолжает вкладывать значительные средства в развитие фирменных технологий CUDA и Tesla, которые и обеспечивают ей первенство на рынке, в то время как AMD молчит.