FireStream

FireStream

Firestream,是AMD旗下的品牌系列之一。與Radeon(用於消費級顯示卡)和FirePro(用於專業顯示卡)不同,FireStream主要用於AMD的高性能計算卡系列。FireStream產品中的GPU不是用來作3D加速用途,而是利用GPU內置的流處理器變成一群並行處理器,作為浮點運算協處理器,協助中央處理器計算複雜的浮點運算程式,例如複雜的科學運算。Firestream的競爭對手是nVIDIA的Tesla系列高性能計算卡。

由來

FireStream 580 FireStream 580

早在數年前,人們就意識到GPU不但可以處理圖形數據,還可以處理其他數據。ATI最先提出通用計算的概念,與史丹福大學合作,在Folding@Home研究項目中利用ATI Radeon X1900作運算加速;通過GPU來模擬蛋白質合成,進而找尋有關蛋白質的疾病。自ATI R520 GPU問世以來,基於它的可程式架構,ATI投入大量資源研究通用計算,也就是說用GPU處理非圖形數據,處理一般在主流伺服器和桌面處理器上運行的軟體,據稱性能比CPU高出10-30倍,並於稍後發布了ATI FireStream高性能計算卡,使用名為“Close To Metal”(CTM)的硬體界面,直接跳過3D API(應用程式接口),如DirectX,讓開發者可以充分利用流處理器架構的特性,以最符合流處理器使用的原則對程式進行最佳化。 當今最強大的計算機之一是IBM的藍色基因,它擁有65536個雙核心處理器,也就是131072個處理核心,運算性能是367TFlops。理論上,只需不到1000個流處理器,就能達到藍色基因的性能水平。因為每個FireStream流處理器能提供至少375 GFLOPS的運算能力。

根據AMD展示的系統,採用微軟的Windows XP Professional,採用AMD的皓龍雙核心處理器,搭配2張AMD FireStream高性能計算卡,藉助1個通用的MADD計算,這個系統每秒就能完成1萬億次浮點計算,性能是目前頂級系統的10倍。這是由於流處理器核心擁有大量平行處理器,能輕易提升浮點運算性能。

硬體支持

FireStream 9170 FireStream 9170

AMD於2006年收購ATI之後,發布了業界首款高性能計算卡FireStream 580。 FireStream 580是FireStream系列的第一款產品,基於R580顯示核心。它是一塊採用R580顯示核心的特殊顯示卡,R580顯示核心中的48個獨立的像素處理器能帶來強大的浮點運算性能。該產品採用PCI Express x16作為接口,流處理器的頻率是600 MHz,可以同時運行512執行緒,並配備了1GB GDDR3顯存,頻率是1300 MHz。功耗165W。

FireStream 9250 FireStream 9250

2007年AMD推出的FireStream 9170是世界上首款支持雙精度浮點運算的GPU。基於55nm的RV670。達到500 GFLOPS單精度浮點運算速度,功耗向下調至不多於150W。

2008年AMD推出基於RV770核心的FireSream 9250/9270計算卡,在繼承了FireStream 9170一系列優良特性的同時,還進一步增強了顯示核心的處理能力和其他方面的規格,進一步提升了顯存方面的規格,FireStream 9170隻有512M的顯存容量而FireStream 9250擁有1GB的顯存容量。運算速度達到1T FLOPS。FireStream 9270採用了GDDR5顯存進一步提升了運算性能。

2010年,AMD推出基於RV870的FireStream 9350/9370計算卡。Firestrem 9350源於Radeon HD5850顯示卡, 擁有1440個流處理器,核心頻率700MHz,單精度浮點性能2.0TFlops,第三代雙精度浮點性能400GFlops,搭載 2GB GDDR5顯存,頻率4000MHz,整卡最大功耗不超過150W,僅需單六針輔助供電和單插槽散熱器,整卡尺寸10×4.376英寸(25.4×11.11厘米)。FireStream 9370源於Radeon HD5870顯示卡 擁有1600個流處理器,核心頻率825MHz,單精度浮點性能2.64TFlops,第三代雙精度浮點性能528GFlops,搭載4GB GDDR5顯存,頻率4600MHz,整卡最大功耗不超過225W,使用雙六針輔助供電和雙插槽散熱器,整卡尺寸10.5×4.376英寸(26.67×11.11厘米)。

目前生產FireStream高性能計算卡的廠商為AIB藍寶石

下表為歷代FireStream高性能計算卡規格簡表

型號 核心代號 同級別桌面顯示卡 流處理器數量 核心頻率 顯存類型 顯存頻率 顯存位寬 單精度浮點運算速度 功耗
FireStream 580 R580 Radeon X1900XTX 48 600MHz GDDR3 650MHz 256 375 GFLOPs <165
FireStream 9170 RV670 Radeon HD3870 320 800MHz GDDR3 800MHz 256 512 GFLOPs <105
FireStream 9250 RV770 Radeon HD4850 800 625MHz GDDR3 993MHz 256 1000 GFLOPs <150
FireStream 9270 RV770 Radeon HD4870 800 750MHz GDDR5 850MHz 256 1200 GFLOPs <160
FireStream 9350 RV870 Radeon HD5850 1440 700MHz GDDR5 1000MHz 256 2016 GFLOPs <150
FireStream 9370 RV870 Radeon HD5870 1600 825MHz GDDR5 1150MHz 256 2640 GFLOPs <225

軟體支持

Stream流處理器的開發軟體名為Stream SDK。在2008年8月,AMD宣布將會升級此軟體,以支持DirectX 11和OpenCL。從催化劑 8.12開始,主流顯示卡將可以使用到Stream技術,對抗NVIDIA的CUDA技術。

2010年3月,AMD放出了Stream SDK 2.1,正式支持OpenCL 1.0 。

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