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OpenCLの実践:後処理アプリの高速化

異機種コンピューティングは実際に何をもたらすのでしょうか?

CPUの時代が終わったと断言できる人は誰もいません。結局のところ、ザイリンクスのような企業は、現代の中央処理装置(CPU)に比べて機能統合性や多用途性が大幅に劣る特定用途向けプログラマブルロジックデバイスを依然として販売しています。時には、よりシンプルな方が効果的です。特に高いパフォーマンスが最優先事項となる市場セグメントでは、専用プロセッサが引き続き成功を収める可能性が高いでしょう。しかし、ますます多様化する主流環境において、ヘテロジニアスコンピューティング(複数の種類の計算リソースを単一の統合デバイスに詰め込んだもの)は、ますます普及していくと予想されます。そして、製造デバイスとして、これらのデバイスもより複雑になっていきます。

歴史的に、オンボードグラフィックスソリューションはチップセットのノースブリッジ内のロジックによって実現されていました。しかし、深刻なボトルネックとレイテンシによって足かせとなり、ある時点で、互いに遠く離れたプラットフォームコンポーネントを使用してパフォーマンスをスケールアップすることが困難になりました。その結果、その機能はCPUへと移行し、ゲームパフォーマンスを大幅に向上させるだけでなく、CPUとGPUの機能を組み合わせたSoCのハイブリッドな性質を活かし、より汎用的なタスクにも対応できる新しいタイプの製品が誕生しました。 

AMDにとって、これは同社のFusion構想の長年の集大成となる。Fusion構想は、おそらく2006年のATI Technologies買収の原動力となった。AMDは、自社のCPUとATIのグラフィックス技術が、市場シェアの拡大に伴い純粋なCPUに取って代わる可能性を見出し、その移行の最前線に立つことを決意した。もちろん、Intelも自社製のグラフィックス技術を採用しているが、その目的は異なる。Intelは明らかに、グラフィックス技術よりもプロセッサコアに重点を置いた。

2011年初頭には、40nmプロセスで製造されたAMD CシリーズおよびEシリーズAPUの最初のファミリーが登場しました。統合技術の採用により、超小型ノートパソコンに搭載可能な低消費電力の9Wおよび18Wモデルが実現しました。現在、LlanoベースのAシリーズAPUファミリーが展開されています。32nm製造プロセスを採用することで、真のデスクトップクラスのアーキテクチャに必要なリソースを、価値重視の価格帯で実現することが可能になりました。

様々なスペックが関係していますが、以下に挙げたモデル間の最大の差別化要因は、おそらくそれぞれのグラフィックエンジンでしょう。A8は、AMDがRadeon HD 6550Dと呼ぶ構成を採用しています。これは、400基のストリームプロセッサ、Radeonコア、あるいはシェーダー(呼び方はお好みで)で構成されています。A6はRadeon HD 6530にダウングレードされ、320基のストリームプロセッサを誇ります。A4はRadeon HD 6410Dにダウングレードされ、160基のストリームプロセッサを搭載しています。

私たちは既に200ドル未満のCPUとAPUを、お気に入りのゲームベンチマークでいくつかテストしており、最新チップが現代のゲームでどれほど優れているか、あるいは劣っているかを知っています。そこで今回は、従来のCPUコアやグラフィックス重視の製品に搭載されているプログラマブルプロセッサに負荷をかけるワークロードを使って、マニアがコンピューティングリソースを有効活用できる他の方法について見ていきたいと思います。

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全9回シリーズの第1回となる今回は、ビデオポストプロセスを詳しく検証します。かつては、マルチコアCPUを搭載していても、ビデオポストプロセスは時間のかかる作業でした。しかし、ビデオポストプロセスは主に並列処理であるため、グラフィックプロセッサの多数のコアを活用して高速化することで、生産性とパフォーマンスを向上させる優れた方法となっています。

このシリーズはAMDの協力を得て作成しましたので、同社のハードウェアに焦点を当て、基本的な比較を行います。CPU単体ではOpenCL対応ソフトウェアでどのように動作するのでしょうか?LlanoベースのAPU単体ではどうでしょうか?そして、より安価なAPUとより高価なCPUを、いくつかの異なるディスクリートカードと組み合わせ、各構成におけるパフォーマンスの変動をグラフ化します。

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