Гетерогенная структура что это
Гетерогенная система
Гетероге́нная систе́ма (от греч. ἕτερος — разный; γένω — рождать) — неоднородная система, состоящая из однородных частей (фаз), разделенных поверхностью раздела. Однородные части (фазы) могут отличаться друг от друга по составу и свойствам. Число веществ (компонентов), термодинамических фаз и степеней свободы связаны правилом фаз. Примерами гетерогенных систем могут служить: жидкость — насыщенный пар; насыщенный раствор с осадком; многие сплавы. Твердый катализатор в токе газа или жидкости тоже гетерогенная система (гетерогенный катализ). В технике гетерогенной системой является кирпичная и каменная кладка, состоящая из кладочных элементов (кирпича, природных или искусственных камней, бетонных блоков и др.) и строительного раствора.
См. также
Смотреть что такое «Гетерогенная система» в других словарях:
ГЕТЕРОГЕННАЯ СИСТЕМА — макроскопически неоднородная физико химическая система, состоит из различных по своим свойствам частей, разграниченных поверхностями раздела … Большой Энциклопедический словарь
ГЕТЕРОГЕННАЯ СИСТЕМА — (от греч. heterogenes разнородный), неоднородная термодинамич. система, состоящая из различных по физ. св вам или хим. составу частей (фаз). Смежные фазы Г. с. отделены друг от друга физ. поверхностями раздела, на к рых скачком изменяется одно… … Физическая энциклопедия
ГЕТЕРОГЕННАЯ СИСТЕМА — неоднородная физ. хим. система, состоящая из различных по физ. свойствам или хим. составу частей (различных фаз) в разных состояниях и разделённая поверхностью раздела фаз, на которой скачком изменяется одно или несколько свойств (состав,… … Большая политехническая энциклопедия
гетерогенная система — макроскопически неоднородная физико химическая система; состоит из различных по своим свойствам частей, разграниченных поверхностями раздела. * * * ГЕТЕРОГЕННАЯ СИСТЕМА ГЕТЕРОГЕННАЯ СИСТЕМА, макроскопически неоднородная физико химическая система … Энциклопедический словарь
гетерогенная система — heterogeninė sistema statusas T sritis chemija apibrėžtis Sistema, susidedanti daugiau negu iš vienos fazės. atitikmenys: angl. heterogeneous system rus. гетерогенная система … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
гетерогенная система — įvairialytė sistema statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. heterogeneous system vok. heterogenes System, n rus. гетерогенная система, f pranc. système hétérogène, m … Fizikos terminų žodynas
Гетерогенная система — система, состоящая из реагирующих веществ, разделенных поверхностями раздела (например, твердое тело, раствор или раствор газ и т. д.). Примером гетерогенной системы может быть вода и находящийся над ней водяной пар (различие в агрегатном… … Начала современного естествознания
гетерогенная система — Система, состоящая из различных по своим свойствам частей, разграниченных поверхностями раздела … Политехнический терминологический толковый словарь
гетерогенная система — [heterogeneous system] макроскопическая неоднородная система, состоящая из разных фаз, разграниченных поверхностями раздела; Смотри также: Система универсальная система калибровки система скольжения система … Энциклопедический словарь по металлургии
Гетерогенная система — (от греч. heterogenes разнородный) неоднородная физико химическая система, состоящая из различных по физическим свойствам или химическому составу частей (различных фаз (См. Фаза)). Одна фаза Г. с. отделена от смежной с ней фазы физической … Большая советская энциклопедия
Гетерогенный линолеум: коммерческий, бытовой, спортивный
Если выбирать для дома напольное покрытие, недорогое, красивое и обладающее стойкостью на уровне ламината, то наилучшим кандидатом, возможно, будет гетерогенный линолеум. Современный материал, изготовленный по всем правилам химической и строительной науки, на порядок опережает гомогенные и литые покрытия.
Многослойное напольное покрытие коммерческого класса
Что такое гетерогенный линолеум
Само название предполагает, что покрытие имеет многослойное строение. В стандартном исполнении гетерогенная основа линолеума — это минимум четыре слоя:
В зависимости от исполнения, класса и назначения состав ПВХ и количество слоев может меняться. Например, в бытовом гетерогенном линолеуме защитное покрытие изготавливают из очищенного полихлорвинила. В коммерческих версиях покрытия может использоваться дополнительная бутил-стирольная подложка, но может быть и ткань, синтетический войлок.
Рисунок и текстура поверхности могут быть самыми разными от имитации паркета до пробкового дерева
Кроме того, за счет использования испаряющихся при нагреве реагентов удается формировать необходимую текстуру поверхности, имитирующую рисунок древесины или камня.
Чем отличается гомогенный линолеум от гетерогенного
У многослойного покрытия есть «брат близнец», существенно усложняющий жизнь новому материалу. Это гомогенный линолеум, полная противоположность гетерогенной структуры:
Упрощенная схема производства не означает, что гомогенное полотно лучше или хуже, чем гетерогенное. Оба напольных покрытия проектировались для совершенно разных целей, и дело тут не в классе прочности и износостойкости материала.
Основные отличия в структуре материала
Отличия гетерогенного линолеума
По сути, это напольное покрытие, спроектированное для обеспечения максимально комфортных условий при ходьбе. Вспененная двухслойная основа отлично амортизирует и уменьшает нагрузку на ноги, смягчает давление на пол.
Гетерогенный линолеум имеет специальный слой для формирования рисунка. При этом расцветки и узоры могут быть самые разнообразные, от имитации деревянных паркетов и ламелей до обычных многоцветных композиций.
Гомогенный материал
Это напольное покрытие для помещений с высоким уровнем нагрузки. Линолеум укладывают в цехах и складских помещениях, где работает погрузочная и транспортная техника, есть риск разлива технологических жидкостей. У гомогенных моделей нет яркой расцветки, рисунок поверхности планируется так, чтобы скрывать загрязнения и повреждения.
Гомогенный напольный материал
За время службы пол можно дважды отшлифовать — удалять верхний слой. При этом расцветка и фактура материала не изменится. Ходить по гомогенному покрытию не скользко, но и не особо комфортно.
Виды гетерогенного линолеума
Номенклатуру моделей многослойного линолеумного покрытия обычно делят на четыре группы. Сюда входят:
Структура для всех видов примерно одинакова, могут дополнительно вкладываться слои для получения специфических качеств. Например, в различных марках спортивного гетерогенного линолеума используется слой с шумопоглощающими свойствами за счет подкладки из каландрованной пористой резины.
Многослойная структура считается более универсальной
Специальные марки линолеума
Иногда это целый набор дополнительных качеств. В специальных спортивных линолеумных покрытиях может использоваться верхний защитный слой повышенной прочности с вкраплениями материала с фрикционными свойствами. Некоторые виды многослойных полимеров могут даже временно связывать капли пота и воду, пролитую на пол. Все это серьезно повышает безопасность покрытий.
Для производственных и сборочных участков, особенно в сфере микроэлектроники, используется коммерческий гетерогенный линолеум с антистатическим эффектом. Покрытия с бактерицидными и шумоизолирующими качествами применяются в школах, в лечебных учреждениях, и даже доступны для укладки в домашних условиях.
Коммерческие линолеумы
Покрытие спроектировано так, чтобы выдержать огромную нагрузку не в ущерб внешнему виду линолеумного полотна. От обычных моделей коммерческие марки отличаются наличием дополнительного защитного слоя типа Top Clean XP. Это позволяет сохранить рисунок и текстуру материала, сделать его износостойким и одновременно легким в уборке. Если сравнивать гетерогенный пол с гомогенным, то последний невероятно тяжел и неудобен в мойке и уборке. Для ухода за гомогенным пластиком используются специальные машины для интенсивной очистки ПВХ-бутил-стирольных пластиков. Коммерческий убирать не сложнее, чем обычный пол.
Полукоммерческий тип покрытия выдержит в доме любую нагрузку
Область применения гетерогенного линолеума
Многослойное линолеумное покрытие используется везде, где требуется комфорт и высокая устойчивость к влаге и периодической уборке. Гетерогенные линолеумы напрочь вытеснили ламинаты и ПВХ плитку из торговых центров и больниц, школ и общественных учреждений.
Стоимость гетерогенного пола относительно невелика в сравнении с аналогичным по качеству гомогенным линолеумом, поэтому вопрос выбора, чаще всего, даже не стоит. А если учесть эффектный дизайн и высокий уровня комфорта, то использование гомогенного материала чаще всего объясняется специальными требованиями к помещению.
Технические характеристики коммерческого гетерогенного линолеума
К данному типу линолеумных материалов относят покрытия с классами износостойкости 31-34 и 41-43. По стандарту EN685 первая группа гетерогенных линолеумов используется в любых помещениях с низким индексом нагрузки, например, в кафе, торговых точках и общественных учреждениях. Вторая группа рекомендуется для высоких нагрузок, в супермаркетах, автовокзалах и местах массового скопления людей.
Все материалы относят к слабогорючим Г1, с умеренным дымообразованием Д2 и токсичностью Т2.
Многослойное покрытие подходит для офисов и публичных заведений
Толщина коммерческого гетерогенного линолеума
Ширина полотнища может достигать 4 м, но это, скорее, исключение из правил. Стандартный размер гетерогенного линолеума не превышает 2 м, при толщине полотна 6 мм. Материал достаточно жесткий, поэтому укладывать коммерческий линолеум большой ширины сложно, особенно, если речь идет о помещениях нестандартной формы и размеров. Минимальная толщина полотна 2,5 мм.
Как выбрать гетерогенный линолеум
Если с выбором дизайна и текстуры покрытия все достаточно ясно, то с толщиной материала не все так однозначно. При выборе в первую очередь интересуются даже не классом износостойкости гетерогенного полотна, а толщиной защитного слоя ПВХ. Обычно этот параметр находится в пределах 0,15-0,8 мм, чем толще, тем дольше будет служить линолеум на полу.
Материал обеспечивает высокий уровень комфорта
Второй параметр — это тип и толщина подложки. Для квартиры лучше всего приобретать гетерогенное покрытие на вспененном полихлорвиниле. Для дома обычно рекомендуют линолеумы на синтетическом войлоке, но, опять же, выбор нужно делать исходя из схемы утепления полов и характера чернового основания.
Особенности монтажа гетерогенного линолеума
Многослойные покрытия лучше всего укладывать при повышенной температуре воздуха. Понятно, что рулон вносят в дом и раскатывают на полу как минимум на неделю. Но даже после такой подготовки гетерогенное полотно остается жестким и волнистым. Поэтому материал нужно основательно прогреть, летом этого можно не делать, а зимой-весной в комнате устанавливают нагреватель на 10-12 часов, чтобы при температуре воздуха 30-35 о С полотнище полностью «прилегло» на пол и распрямилось.
За сутки до начала укладки груз и гнет, которым гетерогенный линолеум был придавлен к полу, убирают, а в комнате устанавливают обычную для помещения температуру.
Правила ухода за гетерогенным линолеумом
Мойка и уборка пола выполняется так же, как и для любых других типов напольных материалов. Несмотря на то, что слоистая структура состоит преимущественно из ПВХ, покрытие нельзя надолго оставлять во влажном состоянии. Считается, что водяные пары проникают внутрь и конденсируются в порах.
Примерно раз в квартал рекомендуют вымывать и натирать линолеум специальным средством по уходу за многослойными ПВХ материалами. Это позволит избежать высыхания полимера и, как следствие, предупредить образование микротрещин.
Заключение
Гетерогенный линолеум — это лучшее, что было придумано на сегодня из мягких полимерных покрытий для пола. Если уложить полотно по всем правилам науки и обеспечить периодическую обработку смягчителями, то гетерогенный пол прослужит не меньше 15 лет, а коммерческий — и все 20 лет без потери внешнего вида.
Heterogeneous System Architecture или о встрече CPU и GPU
Долгое время развитие микроэлектроники проходило под девизом «меньше и быстрее». Уменьшался техпроцесс, вводились новые элементы архитектуры x86 (наборы расширений инструкций), увеличивалась тактовая частота вычислительного ядра. Когда рост «грубой» производительности упёрся в экономические и физические факторы, популярными стали различные способы параллелизации вычислений. В то же время развивались не только CPU, показывавшие хорошую производительность в однопоточных и сложных вычислениях, но и GPU, способные быстро выполнять большое количество однотипных и простых задач, которые с трудом поддавались обычным процессорам.
Сегодня мы вступаем в новую эпоху развития чипов, отвечающих за проведение вычислений в сердцах десктопов, серверов, мобильных девайсов и носимой электроники. Объединив подходы к обработке информации на CPU и GPU мы разработали новую, открытую архитектуру, без которой дальнейшее исполнение того же закона Мура представляется трудновыполнимым. Встречайте HSA — Гетерогенную Системную Архитектуру.
Минутка истории
Для того, чтобы полностью осознать, насколько HSA, с одной стороны, близка, а с другой стороны — превосходит архитектуру современных решений, давайте обратимся к истории. Даже если отбросить десятилетия ламповой техники, и начать с 1950-х, с момента появления в микроэлектронике транзисторов, история получится такая, что отдельную статью можно написать. Пройдёмся очень коротко по основным «вехам» процессоростроения, и совсем чуть-чуть по истории видеокарт.
На заре компьютеростроения CPU были достаточно просты. По сути, все операции сводились к сложению чисел в двоичной системе. Когда требовалось вычитать — применялись т.н. «обратные коды»: они были просты и легко укладывались «в железо», не требуя сложнейших архитектурных изысков, реализовывающих «честное» вычитание чисел. Под каждую модель компьютера программы писались отдельно, пока не настал 1964 год.
IBM System/360
В 1964 году компания IBM выпустила System/360, компьютер, который изменил подход к созданию процессоров. Скорее всего, именно ему принадлежит честь внедрения такого понятия, как системная архитектура. Просто потому, что до него никакой «системы» не было. Дело в том, что до System/360 все компьютеры 50-х и 60-х годов работали только с тем программным кодом, что был написан именно для них. IBM же разработали первый набор инструкций, который поддерживался в различных по конфигурации (и производительности), но одинаковых по архитектуре System/360. К слову, в этом же компьютере байт впервые стал 8-битным. До этого почти во всех популярных компьютерах он состоял из шести бит.
Вторым крупным нововведением в 60-х была разработка компании DEC. В своём компьютере PDP-8 они применили крайне простую для того времени архитектуру, содержащую всего четыре регистра по 12 бит каждый и чуть больше 500 блоков CPU. Тех самых «транзисторов», которые в 1970-х уже измерялись тысячами, а в 2000-х — миллиардами. Эта простота и создание компанией IBM такого понятия, как «набор инструкций» и определили дальнейшее направление развития вычислительной техники.
В 70-х начался бум микроэлектроники. Всё началось с производства первых однокристалльных процессоров: многие компании тогда производили чипы по лицензии, а затем совершенствовали их, добавляя новые инструкции и расширяя возможности.
С середины 70-х рынок 8-битных процессоров был переполнен и ближе к концу десятилетия в компьютерах появились доступные 16-битные решения, принёсшие с собой архитектуру х86, которая (пусть и со значительными улучшениями) жива и здорова до сих пор. Основным бичом, останавливающим развитие 16-битных процессоров в то время была «заточенность» производителей на производстве т.н. микросхем поддержки под 8-битные архитектуры. Вместе они составляли то, что в последствии называлось «северным» и «южным» мостами.
В начале 80-х, устав бороться с инертностью рынка, многие производители перенесли часть управляющих «микросхем поддержки» внутрь самого процессора. В последствии что-то из процессора уйдёт в чипсеты материнской платы и затем вернётся обратно, но уже тогда подобная архитектура была чем-то похожа на современные SoC’и.
Середина и конец 80-х годов прошли под знамёнами перехода на 32-битную адресацию памяти и 32-разрядные процессорные ядра. Закон Мура работал как и раньше: число транзисторов росло, росла тактовая частота и «грубая» производительность процессоров.
В 1991 году свет увидели процессоры AMD Am386DX и Am386SX, производительность которых была сравнима со следующим поколением систем (486). Именно Am386SX многие считают первой самостоятельной разработкой компании и отправной точкой для почти 15-и летнего доминирования на рынке высокопроизводительных домашних ПК и рабочих станций. Да, архитектурно он был клоном чипа i368SX, но обладал меньшим техпроцессом, на 35% лучшей энергоэффективностью и при этом работал на более высокой тактовой частоте, чем его прародитель, а стоил дешевле.
Сами девяностые были достаточно богаты как на события в области микроэлектроники, так и на бурный рост рынка. Именно в 90-е годы компанию AMD начали рассматривать как одного из серьёзных игроков на рынке, так как наши процессоры по соотношению цены и производительности часто оставляли не у дел своих конкурентов в лице Intel Pentium, особенно в домашнем сегменте. Расширенные набор инструкций (MMX / 3DNow!), появление кэш-памяти второго уровня, агрессивное уменьшение техпроцесса, рост тактовых частот… и вот уже на дворе новое тысячелетие.
В 2000-м году процессоры AMD впервые в мире перешагнули рубеж в 1 ГГц, а чуть позже всё та же архитектура К7 взяла и новую высоту — 1.4 ГГц.
В конце 2003 года мы выпустили новые процессоры на архитектуре К8, которая содержала три важных нововведения: 64-битная адрессация памяти, встроенный контроллер памяти, и шину HyperTransport, которая обеспечивала потрясающую на тот момент пропускную способность (до 3.2 Гбайт/с.).
В 2005 году появились первые двухъядерные процессоры (у Intel — два отдельных кристалла-ядра на одной подложке, у AMD — два ядра внутри одного кристалла, но с раздельной кеш-памятью).
Через пару лет естественного развития архитектура K8 сменилась новой (K10). Количество ядер на одном кристалле в максимальной конфигурации выросло до шести, появилась общая кэш-память третьего уровня. А дальнейшее развитие было скорее количественным и качественным, чем революционным. Больше мегагерц, больше ядер, лучше оптимизация, ниже энергопотребление, тоньше техпроцесс, доработанные внутренние блоки вроде предсказателя ветвлений, контроллера памяти и декодера инструкций.
То, что нас интересует в эволюции GPU (в рамках статьи о HSA) можно описать совсем коротко. С распространением компьютеров в качестве универсальных домашних решений для работы и развлечений популярность компьютерных игр росла. Вместе с ней росли и возможности 3D-графики, требуя всё новые и новые «вливания» мускулов в лице видеоускорителей. Применения специальных микропрограмм, шейдеров, позволило реализовать в 3D-графике реалистичное освещение относительно малой кровью. Первоначально шейдерные процессоры делились на вершинные и пиксельные (первые отвечали за работу с геометрией, вторые — с текстурами), позже появилась унифицированная шейдерная архитектура и, соотвественно, универсальные шейдерные процессоры, которые могли выполнять код как вершинных, так и пиксельных шейдеров.
Реализовывать GPGPU, вычисления общего назначения на графическом ускорителе, можно было с использованием открытого стадарта и OpenCL, или несколько упрощенного диалекта языка С.
С тех про из ключевых нововведений в GPU можно упомянуть только появление низкоуровневого API Mantle, позволяющего обращаться к видеокартам AMD примерно на том же уровне, на каком осуществляется доступ к графическим ускорителям внутри консолей PS4 и Xbox One) и взрывной рост объёмов памяти у GPU в последние два года.
На этом с историей покончено, настало время переходить к самому интересному: HSA.
Что такое HSA?
Начать хочется с того, что HSA, в первую очередь, является открытой платформой, на основе которой производители микроэлектроники могут построить свои продукты (независимо от используемого набора инструкций), соответствующие определённым принципам и общим правилам.
В то же время, HSA — это процессорная архитектура, объединяющая скалярные вычисления на классических CPU-ядрах, массовые параллельные вычисления на GPU и работу с обработкой сигналов на DSP-модулях, и связывающая их с помощью когерентного доступа к оперативной памяти. То есть вся история процессоро- и видеокартостроения в HSA сходится в одну точку: почти 50 лет прогресса в области микроэлектроники привели к созданию того, что логичным образом сочетает лучшие стороны систем различного назначения.
Развитие архитектуры х86 и процессоров позволили создать высокоэффективные процессорные модули, которые обеспечивают выполнение общих задач и низкое энергопотребление.
Унификация шейдерных процессоров внутри GPU-ядра и общее упрощение программирования под систему с огромным количеством параллельных исполняющих модулей дали путь GPGPU и применению вычислительной мощности видеокарт в тех областях, где раньше использовались отдельные аппаратные ускорители, так и не завоевавшие сколько-нибудь ощутимую долю рынка, чтобы остаться на плаву.
Интегрированный контроллер памяти, шины PCIe и системы ввода-вывода обеспечил прозрачный доступ к памяти для различных модулей HSA.
Наконец, встроенный DSP позволяет снять нагрузку с CPU и GPU при работе с видео- и аудиоконтентом, так как аппаратно заточен на работу по кодированию и декодированию соответствующих сигналов.
Все эти модули вместе покрывают весь спектр современных задач, а HSA позволяет прозрачно и легко научить программы работать со всем многообразием имеющихся аппратных возможностей используя такие классические инструменты, как языки как Java и C++.
Причины создания HSA
Современные реалии (распространение носимой и мобильной электроники, вопросы экономики и экологии) создали определённые тренды в развитии микроэлектроники: снижение энергопотребления всех устройств, будь то смартфоны или серверы, увеличение производительности, улучшение работы с распознаванием образов.
Первое, в принципе, понятно. Всем хочется, чтобы гаджет работал дольше, корпус при этом не был толщиной с БигМак, и не грелся, как сковородка на плите. Владельцам же дата-центров хватает хлопот по отведению тепла и обеспечению бесперебойного питания, нагружать их лишними ваттами теплопакета означает увеличивать стоимость их услуг. Дороже хостинг — больше рекламы на ваших любимых ресурсах, больше нагрузка на CPU устройств, выше энергопотребление, меньше автономной работы.
Увеличение производительности сегодня просто воспринимается как данность. Люди привыкли к тому, что с 70-х годов каждый год процессоры бьют рекорды по производительности, игры становятся красивее, системы и софт сложнее (и при этом не теряют в визуальной скорости работы), а современые инструменты программиста содержат всё больше слоёв абстракции от железа, каждый из которых забирает частичку реальной производительности.
Ну а современные разработки в области интеллектуальных помощников, виртуальных ассистентов и перспективы развития искусственного интеллекта просто таки требуют нормального распознавания человеческой речи, мимики, жестов, что, в свою очередь, требует увеличения как прямой производительности, так и оптимизации выполняемых операций по декодированию аудио- и видео-потока.
Все эти проблемы позволила бы решить универсальная аппаратная архитектура, реализованная в виде SoC, и соединяющая в себе прелести классических CPU и GPU, грамотно распределяющая последовательные и параллельные операции между теми модулями, которые способны выполнять соответствующие задачи наиболее эффективно.
Но как научить софт работать со всем этим великолепием вычислительных возможностей?
Ключевые особенности гетерогенной системы
У программистов не должно быть проблем с доступом к вычислительным возможностям такой системы. Для этого HSA имеет ряд ключевых особенностей, упрощающих работу разработчиков ПО с ней и приближающих HSA к классическим системам с точки зрения разработки:
Роль унифицированной адресации памяти так и вовсе сложно переоценить. Формально, без неё никакой HSA не было бы. Не важно где в памяти находятся данные, сколько у вас ядер, модулей, вычислительных блоков. Вы переносите указатель и производите вычисления, а не занимаетесь «переливанием» байт с одного исполнительного устройства на другое. Снижается нагрузка на кэш-память, упрощается управление самим процессором. Абстракция памяти на уровне платформы позволит использовать один и тот же код для разных платформ, упрощая жизнь разработчикам ПО.
Сложности OpenCL и C++ AMP
Программирование под параллельные системы — задача не из лёгких. Для облегчения разработчикам жизни мы разработали библиотеку Bolt, которая предоставляет эффективные паттерны для наиболее часто используемых шаблонов сортировки, сокращения, сканирования и преобразования данных с использованием параллельных вычислений.
Для ускорения Java-кода без переписывания его на OpenCL применяется специальная библиотека AparApi (с открытым исходным кодом), которая позволяет конвертировать байт-код Java в OpenCL с поддержкой параллельных вычислений на CPU и GPU-ядрах.
В последствии планируется доработать Aparapi, сначала связав его с HSAIL, затем добавив специальный оптимизатор. В конце концов HSA должна работать с гетерогенным ускорением напрямую через Java-машину, прозрачно для пользователя и программиста.
Открытый стандарт и аппаратная независимость
Мы уже говорили о том, что HSA — это открытая платформа. API и спецификации предоставляются разработчиком бесплатно, а сама HSA не зависит от набора инструкций CPU или GPU.
Аппаратная составляющая
Не AMD единым жив HSA. Разработчикам важно, чтобы написанный единожды код одинаково хорошо работал на разных устройствах. Кто-то применяет для этого языки программирования высокого уровня, вроде C++ или Java, мы же предлагаем работать на более низком уровне. С одной стороны, классические приложения смогут работать на HSA-устройствах так, словно ничего не менялось. Операционные системы будут предоставлять старым приложениям понятный и простой доступ к процессору, памяти, видеоядру. С другой стороны, HSAIL позволяет извлечь всю мощь из новых SoC, и разработчики могут создавать высокопроизводительные и экономно относящиеся к ресурсам приложения так же просто, как и для классических связок ОС и «железа».
Сейчас HSA Foundation насчитывает семь компаний, которые являются основателями данной организации: AMD, ARM, Imagination Technologies, MediaTek, Texas Instruments, Samsung Electronics and Qualcomm®.
Стандартизация в области распределения задач по вычислительным ядрам, передачи данных и указателей памяти, работы основных элементов платформы с помощью HSAIL позволяет вендорам использовать их наработки в области железа, а разработчикам не заботиться о том, что находится под капотом. Приложения, заточенные под HSAIL будут работать на любой платформе.
Плюсы и минусы аппаратных решений на базе HSA
Гетерогенная архитектура позволяет соединить возможности CPU и GPU, и в этом заключается её основной плюс. В то же время HSA бережно относится к потребляемой электроэнергии, не нагружая процессор вычислениями, которые куда эффективней запускать на GPU.
Симуляция физики твёрдых тел сегодня используется повсеместно: начиная с компьютерных игр и 3D-пакетов, заканчивая САПР, тренажёрами для медиков, военных и спортсменов. Работа на CPU подобной системы зачастую неоптимальна, т.к. требует многочисленных, но простых вычислений. А когда количество взаимодействующих объектов превышает сотни или даже тысячи, классические CPU просто не способны обеспечить соотвествующее количество вычислений. Зато архитектура GPU подходит для таких расчётов как нельзя лучше. А унифицированная адресация, страничная память, и полная когерентность позволяют перенести расчёты на соотвествующее железо с минимальными затратами ресурсов и сил разработчика.
Производительность HSA на задачах общего плана зачастую выше, чем у классических CPU и выше, чем у связки CPU + GPU за счёт того, что какими бы идеальными не были драйвера, от копирования данных из общей памяти в память GPU и отправка результатов вычислений назад может занимать больше времени, чем сами вычисления.
HSA уже сейчас быстрее классических систем, но может работать ещё лучше. Собственно, единственный текущий минус системы в том, что она новая. Популярность только начинает расти, новые модели железа в не самых благоприятных экономических условиях выходят на рынок медленнее, и популярность HSA растёт не такими темпами, как всем нам хотелось бы. Как только разработчики войдут во вкус, поймут преимущества HSA и простоту разработки под новую систему и начнут нативно поддерживать возможности гетерогенной архитектуры в своих приложениях нас ждёт расцвет новых, высокопроизводительных приложений для серверов, классических компьютеров и мобильных устройств.