Fusion برؤية nVIDIA : الدفع بنواة ARM بداخل معمارية Maxwell...

**الخلف** · 23-01-2011, 17:44

قبل فترة... كتبت رداً على أحد المواضيع طرحت في رؤيتي المستقبلية لخطة AMD، لم تصرح AMD بذلك وإنما طرحتها كفكرة لاعتقادي ما تريد AMD أن تفعله... ولكي أختصر ذلك لكي يفهم الجميع الفكرة سأطرحها على هيئة خطط مرحلية...

1- إطلاق أول معالج Fusion... دمج بسيط لنواة معالج رسومي بداخل معالج عام ( تمت هذه العملية مع معالجات Fusion المطروحة حالياً، ومعالجات Liano القادمة هذه السنة )
2- إعادة هيكلة المعالج العام لاستقبال نوعية مختلفة من الأنوية المعالجة المسرعة ( تمت هذه العملية في معالج Bulldozer والذي تم شحنه فعلاً لشركاء AMD من أجل المعايرة والاختبار )
3- إعادة تصميم أنوية الـ SIMD في المعالج الرسومي بحيث تستطيع في نفس الوقت الذي تقوم فيه بالحسابات الرسومية فإنها تستطيع عمل وحدة حسابات الفاصلة العائمة FPU الموجودة بالمعالج العام ( لم تتم بعد )
4- تطويع أكثر في معمارية المعالج العام لاستقبال وحدة معالجة مسرعة جديدة ( لم تتم بعد )
5- استبدال كلي لوحدة الفاصلة العائمة في المعالج العام بوحدات SIMD الجديدة
6- قد تترافق مقدرة وحدات SIMD بمعالجة وحدة الفاصلة العائمة بقدرتها على معالجة الحسابات الصحيحة Integer... ولأن هناك فارق شاسع بين حسابات المعالج العام والمعالج الرسومي فربما تتم العملية بشكل تدريجي أو حتى يمكن لمفسر خاص أن يقوم بتفسير عمليات المعالج العام لوحدات SIMD الجديدة...
7- اندماج كامل للمعالج الرسومي في المعالج العام، لن يمكنك في هذه المرحلة تمييز المعالج الرسومي عن المعالج العام وهذه النقطة ذكرتها AMD في أحد مؤتمراتها أو قالها أحد رؤسائها... الفكرة هنا أن AMD تريد دمج نواة المعالجة ( وحدة حسابات الأرقام الصحيحة + وحدة حسابات الفاصلة العائمة + وحدات حسابات العمليات الرسومية ) كلها في وحدة واحدة قادرة على القيام بكل هذه الأمور... نعم على الأغلب ستمر هذه الخطة بمراحل أولها تمهيدي والآخر دمج وحدة الفاصلة العائمة بوحدة حسابات العمليات الرسومية ثم دمج وحدة حسابات الأرقام الصحيحة بذلك...

عندما تصل لتلك المرحلة فإن القضية ستصبح مختلفة تماماً وصنع المعالج سيكون مختلفاً تماماً أيضاً، ربما يتذكر البعض كيف نشرت AMD لأول مرة رؤيتها بخصوص التصميم المرن Modular Design والذي يرمي لتجزيئ تصميم المعالج العام إلى أجزاء منفصلة متصلة، منفصلة بمعنى أنها تستطيع إزالتها أو تركيبها بشكل سريع دون الحاجة لإجراء تغييرات واسعة في التصميم العام، ومتصلة بمعنى أن وضعها وتوصيلها بالمعالج أمر سهل ولا يحتاج لعمل كثير... قد يذكر البعض كيف أن الشركة طرحت في ماذا يفيد هذه الأمر فيمكنك في معالج للمزودات مثلاً وضع نواة معالجة رسومية ( أو كما تسميها AMD وحدة APU ) واحدة و 8 أنوية معالجة عامة... وفي معالج مكتبي عام يمكنها وضع 2 - 4 أنوية معالجة رسومية و 4 أنوية معالجة عامة فتحصل على أداء رسومي معتدل للألعاب وأداء عام جيد... وفي معالج مكتبي للقمة يمكنها وضع نواة رسومية واحدة أو اثنتين و8 أنوية معالجة عامة حيث سيقوم المستخدم بتركيب معالج رسومي منفصل وقد يستخدم المعالجين الرسوميين المدمجين بالمعالج كمعالج تسريع لعمليات أخرى ( فيزيائية، صوتية، ذكاء اصطناعي )

ما ذكرته لاحقاً في رد ( أو ردود ) هو أن AMD ربما تقلب المكيال لاحقاً وتضع نواة معالج x86 في معالج رسومي كبير، نواة x86 واحدة تكفي وهناك في المعالج الرسومي الكبير ربما 8 - 16 نواة رسومية كلها متصلة مع بعضها وربما أكثر ( طبعاً النواة الرسومية المقصود بها هي مصفوفة SIMD )
هذا الأمر سيقلب المعايير، فبينما سيعمل المعالج الرسومي كمعالج عادي، إلا أن وجود نواة x86 فيه وفي نفس الوقت كونه يشبه معالج Fusion سيمكن المبرمجين من التعامل مع المعالج الرسومي كمعالج x86 عادي لأن نواة x86 فيه ستكون قادرة على استخدام كل الأنوية الرسومية ( الـ APU's ) بشكل عادي وشفاف، لن يكون على المبرمج التعامل مع طريقة برمجة مختلفة لأنه سيتعامل مع معالج x86 عادي !!

تخيل فكرة Intel بمعالج Larrabie والذي يتكون من عشرات إلى مئات أنوية x86 صغيرة، كانت Intel تلوح لنقطة سهولة البرمجة لكونه يستخدم معمارية x86 عادية، ولكن طبيعة معمارية x86 لم تساعدها لأنها معمارية شرهة للطاقة بطبيعتها...

ولطالما لوّحت AMD بمفهوم استخدام العتاد المناسب في المكان المناسب، فكانت تقول لندع العمليات التسلسلية يقوم بها المعالج العام والعمليات المتوازية يقوم بها المعالج الرسومي حيث كل وحدة عتادية تقوم بمهمة هي الأكفأ من ناحية استهلاك الطاقة والكفاءة والأداء...

ألا تذكرون اتفاق التسوية بين AMD و Intel والذي قضى بموجبه أن تتبادل كلا من AMD و Intel رخص براءات الاختراع للمعالجات الرسومية ؟ وتسائل الكثير منكم ماذا تملك Intel من قاعدة في مجال الرسوميات لتضعه تحت تصرف AMD مقابل ما تملكه AMD نفسها ؟ بكل بساطة وضع نواة x86 في معالج رسومي واستخدام المعالج الرسومي كمعالج x86 إضافة للعديد من التقنيات وبراءات الاختراع التي طورتها Intel على مدى زمان تطويرها لمعالج Larrabie...

أطلت كثيراً وابتعدت عن عنوان الموضوع...
الآن يبدو أن nVIDIA رأت أن لديها فرصة بأخذها فكرة Fusion ولكن على مزاجها، فلأنها لا تستطيع عمل أو تطوير معالج x86 ولكونها استطاعت ترسيخ نفسها في معمارية ARM، ارتأت أن تقدم نواة Fusion تماماً كما توقعت ولكن حسب علمنا الحالي هو بشكل جزئي... فحالياً تتبادر أخبار أن NVIDIA تعمل على معمارية Maxwell ثم سمعنا عن مشروع Denver والذي يرمي لتطوير معمارية ARM بشكل معالج قوي ينافس المعالجات المكتبية
والآن جاء الخبر الآخر وهو بقوة مشروع Denver... فـ NVIDIA تفكر بوضع نواة ARM بمعالج Maxwell !!

ألا تشمون هنا رائحة ما ؟
لماذا معالج ARM في معالج رسومي ؟
أنا عن نفسي أشم رائحة CUDA بمفهوم ARM... السوق تشبع بمعمارية ARM كأكثر معمارية معالج انتشاراً، نعم لا تجدها في معالج مكتبي لأنها معمارية موجهة للفئة المحمولة والمنخفضة الطاقة، تجدها في الهواتف النقالة وبعض الأجهزة اللوحية وحتى في بعض متحكمات الشبكات والتخزين...
أي أنك لو بحثت في السوق عن مطورين لمعمارية ARM ستجد الآلاف ومئات الآلاف أيضاً... فهي منتشرة انتشاراً كبيراً أكثر من x86 ولكن طبعاً مطوري ARM لايملكون خبرة في مجال تصنيع تطبيقات x86 فتطبيقاتهم متخصصة جداً...

وهنا مرمى الحجر ومربط الفرس... استطاعت NVIDIA أن توجه ضربة لكلا من AMD و Intel

لـ Intel أنها استطاعت تطوير معالج رسومي قادر على إجراء حسابات ومعالجة وباستخدام معمارية مشهورة هي ARM دون الحاجة لمعمارية x86، وبالتالي أصابت Larrabie بمقتل
لـ AMD أنها استطاعت عمل نفس توجه AMD Fusion والذي كانت AMD تعتقد بعدم وجود منافس لها... المشكلة هي أن NVIDIA تمتلك قوة تطوير هائلة قياساً لـ AMD فعلى الأغلب سيمكنها تطوير Maxwell قبل أن تنتهي AMD من مشروع Fusion النهائي...

السؤال الذي يطرح نفسه، هل سيكون Maxwell مرناً مثل Fusion ؟
هل سيمكن للمطورين استخدام تعلميات ومهارات تطوير ARM للاستفادة من كل قدرات وحدات المعالجة SIMD في معمارية Maxwell كما تخطط AMD ؟
وهل سيكون مشروع Denver هو عكس مشروع Maxwell... أي معمارية ARM قوية وعدة أنوية منها تصبح ملائمة للسوق المكتبية مع معالج رسومي مدمج ؟

شخصياً أتخيل أن Maxwell هو عكس مشروع Denver
Maxwell : نواة ARM عامة + عدد ضخم من أنوية SIMD ليصبح معالج رسومي + معالج CUDA جبار
Denver : عدة أنوية ARM عامة وقوية ( منافسة لأنوية x86 المكتبية ) + عدد بسيط من معالجات رسومية لتصبح معالج مكتبي جبار...

كلا المشروعين يمثلان مشروع Fusion ككل، كما أذاعته AMD وكما أراه أنا بين سطور AMD مستقبلاً...

برأيي فإن ARM نجحت بوجود NVIDIA لديها ( ولكن أتمنى أن لاتقوم NVIDIA بشراءها :D )
وشخصياً أتمنى أن تنجح كلا من AMD و NVIDIA في رؤيتهم...

ورغم أن Intel تمتلك رخصة ARM إلا أن AMD لاتملكها، فهل ستقوم AMD بحجز مكان لها في ARM ؟ أو أنها ستحاول تطوير معمارية x86 أكثر لتنافس ARM بحق، فإلى الآن لايمكن لمعمارية x86 أن تنافس ARM في مجال استهلاك الطاقة...

**XPS** · 23-01-2011, 17:50

مقال رائع عزيزي الخلف

**akis** · 23-01-2011, 18:12

الظروف المالية لشركة amd لا يمكنها من فتح جبهة جديدة المتمثلة في معمارية arm فهي لا تمتلك الأموال للبداية من الصفر
و قد وضعت كل بيضها في سلة واحدة ، إما أن تنجح معمارية fusion أو تفشل وهذا لا أتمناه لهذه الشركة المبدعة

**S@M** · 23-01-2011, 20:59

شكرا اخى الخلف ..على الشرح المستفيض...وسرد وجة النظر

انا شخصيا اتوقع سرعة تطوير وتركيز تام من NVIDIA فى المرحلة القادمة ..لان NVIDIA ترى فى هذا المضمار طوق نجاة ...

وارضا خصبة لتنمى وتظهر مقدرتها على التطوير ..

**gaza_son** · 23-01-2011, 23:08

مقال اكثر من رائع
واشكرك جدا اخي الخلف

nvidia تحاول استغلال معماريه ARM لصنع معالج جبار
ولكننا نعلم ما تتميز به هذه المعماريه عن x86 وما يجعلها بعيده عن الاجهزه المكتبيه هو صغرها

لماذا لم تخوض Intel في تطوير هذه المعماريه واستغلال مزاياها طالما تملك الرخصه منذ مده؟؟

يا رب ما اطلع فاهم غلط