AMD FireStream era la marca de AMD para su línea de productos basados en Radeon destinados al procesamiento de flujo y/o GPGPU en supercomputadoras . Originalmente desarrollada por ATI Technologies en torno a la Radeon X1900 XTX en 2006, la línea de productos se conocía anteriormente como ATI FireSTREAM y AMD Stream Processor . [1] El AMD FireStream también se puede utilizar como un coprocesador de punto flotante para descargar cálculos de CPU, lo que forma parte de la iniciativa Torrenza . La línea FireStream se ha discontinuado desde 2012, cuando las cargas de trabajo GPGPU se incorporaron por completo a la línea AMD FirePro .
La línea FireStream es una serie de tarjetas de expansión complementarias lanzadas entre 2006 y 2010, basadas en GPU Radeon estándar pero diseñadas para funcionar como un coprocesador de propósito general , en lugar de renderizar y generar gráficos 3D. Al igual que la línea FireGL/FirePro , se les dio más memoria y ancho de banda de memoria, pero las tarjetas FireStream no necesariamente tienen puertos de salida de video. Todas admiten punto flotante de precisión simple de 32 bits, y todas, excepto la primera versión, admiten doble precisión de 64 bits . La línea se asoció con nuevas API para proporcionar un mayor rendimiento que el que podían proporcionar las API de sombreado OpenGL y Direct3D existentes , comenzando con Close to Metal , seguida de OpenCL y Stream Computing SDK, y finalmente se integró en APP SDK .
Para cargas de trabajo matemáticas de punto flotante altamente paralelas, las tarjetas pueden acelerar cálculos grandes en más de 10 veces; Folding@Home, el primero y uno de los usuarios más visibles de la GPGPU, obtuvo entre 20 y 40 veces el rendimiento de la CPU. [2] Cada sombreador de píxeles y vértices, o sombreador unificado en modelos posteriores, puede realizar cálculos de punto flotante arbitrarios.
Tras el lanzamiento de los núcleos de GPU Radeon R520 y GeForce G70 con sombreadores programables , el gran rendimiento de punto flotante atrajo la atención de grupos académicos y comerciales, que experimentaron con su uso para trabajos no gráficos. El interés llevó a ATI (y Nvidia ) a crear productos GPGPU (capaces de calcular fórmulas matemáticas de propósito general de una manera masivamente paralela) para procesar cálculos pesados que tradicionalmente se hacían en CPU y coprocesadores matemáticos de punto flotante especializados . Se proyectó que las GPGPU tendrían ganancias de rendimiento inmediatas de un factor de 10 o más, en comparación con el cálculo contemporáneo solo con CPU de múltiples sockets.
Con el desarrollo del procesador de alto rendimiento X1900 XFX casi terminado, ATI basó su primer diseño de procesador Stream en él, y lo anunció como el próximo ATI FireSTREAM junto con la nueva API Close to Metal en SIGGRAPH 2006. [3] El núcleo en sí no sufrió prácticamente cambios, excepto por la duplicación de la memoria integrada y el ancho de banda, similar al FireGL V7350 ; el nuevo soporte de controladores y software compensó la mayor parte de la diferencia. Folding@home comenzó a utilizar el X1900 para computación general, utilizando una versión preliminar de la versión 6.5 del controlador ATI Catalyst, y reportó una mejora de 20 a 40 veces en la GPU sobre la CPU. [2] El primer producto se lanzó a fines de 2006, rebautizado como AMD Stream Processor después de la fusión con AMD. [4]
La marca pasó a llamarse AMD FireStream con la segunda generación de procesadores de flujo en 2007, basados en el chip RV650 con nuevos sombreadores unificados y compatibilidad con doble precisión. [5] El DMA asíncrono también mejoró el rendimiento al permitir un conjunto de memoria más grande sin la ayuda de la CPU. Se lanzó un modelo, el 9170, por el precio inicial de $1999. Los planes incluían el desarrollo de un procesador de flujo en un módulo MXM para 2008, para la informática portátil, [6] pero nunca se lanzó.
La tercera generación llegó rápidamente en 2008 con espectaculares mejoras de rendimiento gracias al núcleo RV770; el 9250 tenía casi el doble de rendimiento que el 9170 y se convirtió en el primer procesador teraflop de un solo chip , a pesar de haber reducido el precio a menos de 1000 dólares. [7] Un hermano más rápido, el 9270, se lanzó poco después, por 1999 dólares.
En 2010 salió la última generación de FireStreams, las tarjetas 9350 y 9370, basadas en el chip Cypress que incorporaba la HD 5800. Esta generación volvió a duplicar el rendimiento en relación con la anterior, hasta los 2 teraflops en la 9350 y los 2,6 teraflops en la 9370, [8] y fue la primera construida desde cero para OpenCL . Esta generación también fue la única que contó con refrigeración totalmente pasiva, ya que la refrigeración activa no estaba disponible.
Se omitieron las generaciones de las Islas del Norte y del Sur, y en 2012, AMD anunció que las nuevas series FirePro W (estación de trabajo) y S (servidor) basadas en la nueva arquitectura Graphics Core Next reemplazarían a las tarjetas FireStream. [9]
El AMD FireStream se lanzó con una amplia gama de compatibilidad con plataformas de software. Una de las empresas que lo respaldaron fue PeakStream (adquirida por Google en junio de 2007), que fue la primera en proporcionar una versión beta abierta de software para admitir CTM y AMD FireStream, así como procesadores x86 y Cell (Cell Broadband Engine). Se afirmó que FireStream era 20 veces más rápido en aplicaciones típicas que las CPU normales después de ejecutar el software de PeakStream [ cita requerida ] . RapidMind también proporcionó software de procesamiento de flujo que funcionaba con ATI y NVIDIA, así como con procesadores Cell. [19]
Después de abandonar su API Close to Metal de corta duración , AMD se centró en OpenCL . AMD lanzó por primera vez su Stream Computing SDK (v1.0), en diciembre de 2007 bajo el EULA de AMD , para ejecutarse en Windows XP . [19] El SDK incluye "Brook+", una versión optimizada para hardware de AMD del lenguaje Brook desarrollado por la Universidad de Stanford, en sí mismo una variante del ANSI C ( lenguaje C ), de código abierto y optimizado para la computación en flujo. También se incluirán la biblioteca AMD Core Math Library (ACML) y la biblioteca AMD Performance Library (APL) con optimizaciones para AMD FireStream y la biblioteca de video COBRA (renombrada posteriormente como "Transcodificación de video acelerada" o AVT) para la aceleración de la transcodificación de video . Otra parte importante del SDK, la capa de abstracción de cómputo (CAL), es una capa de desarrollo de software destinada al acceso de bajo nivel, a través de la interfaz de hardware CTM, a la arquitectura de la GPU para el software de ajuste de rendimiento escrito en varios lenguajes de programación de alto nivel .
En agosto de 2011, AMD lanzó la versión 2.5 del ATI APP Software Development Kit, [19] que incluye soporte para OpenCL 1.1 , un lenguaje de computación paralela desarrollado por Khronos Group . El concepto de sombreadores de cómputo , oficialmente llamado DirectCompute, en la API de próxima generación de Microsoft llamada DirectX 11 ya está incluido en los controladores gráficos con soporte para DirectX 11.
Según un sistema demostrado por AMD [20] con dos procesadores AMD Opteron de doble núcleo y dos núcleos de GPU Radeon R600 que se ejecutan en Microsoft Windows XP Professional , se puede lograr 1 teraflop (TFLOP) mediante un cálculo de suma-multiplicación universal (MADD). En comparación, un procesador Intel Core 2 Quad Q9650 de 3,0 GHz en ese momento podía lograr 48 GFLOPS. [21]
En una demostración del análisis antivirus de Kaspersky SafeStream que había sido optimizado para procesadores de flujo AMD, se pudo analizar 21 veces más rápido con la aceleración basada en R670 que con la búsqueda ejecutándose completamente en un Opteron, en 2007. [22]
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