Scalare il muro di mattoni
AMD si è trovata con due problemi fondamentali, uno tecnico e un altro filosofico, entrambi da risolvere prima di poter concentrarsi su altri obiettivi. "Da un lato di tecnologia e transistor avevamo un enigma per le mani", ha dichiarato Macri. "Ciò che permetteva alla CPU di essere veloce finiva per bruciare molta della potenza della GPU. Ciò che consentiva alla GPU di essere rapida rallentava in modo incredibile la CPU. Quindi la prima cosa di cui occuparsi era come inserirle in un die".
"Avevamo transistor veloci combinati con uno stack metallico con una resistenza molto bassa, ottimale per le CPU, e transistor della GPU con una velocità più moderata ottimizzati attorno a una metalizzazione molto densa. Se osservate lo stack metallico della GPU, assomiglia molto alla lettera T. Nella CPU sembra la lettera Z. Uno ha una bassa resistenza, uno una densità ridotta e un'elevata resistenza. Sapevamo che dovevamo far coesistere le due soluzioni sullo stesso die con ottime prestazioni, perché non avremmo ottenuto niente se una delle due unità avesse offerto prestazioni non all'altezza. Dovevamo far sì che entrambe andassero bene. Ci siamo rapidamente scontrati contro un muro".
Immaginate la pressione del team incaricato di realizzare una soluzione simile. Con miliardi di dollari e il futuro dell'azienda in bilico, il gruppo realizzò che una soluzione ibrida non poteva essere realizzata a 45 nanometri. Inoltre, quel processo produttivo era troppo ottimizzato per la CPU. A quel punto si doveva capire come ottimizzare il processo a 32 nm silicon-on-insulator (SOI) in modo che potesse andare bene per entrambe le architetture. I 32 nm non esistevano ancora, e di fatto questo processo è cresciuto di pari passo al progetto Fusion.
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Sfortunatamente, fino a quando i problemi dei 32 nm non sono stati risolti, Fusion era a un punto morto, e c'è voluto un anno di lavoro per trovare la soluzione. Solo allora la progettazione ha potuto prendere il via. Nel frattempo il team Fusion combatteva una battaglia filosofica. Il problema dei transistor e del processo era enorme, ma almeno il team sapeva qual era l'obbiettivo da centrare. La questione rimaneva però come progettare al meglio la APU.
"Un punto di vista era che la GPU doveva essere usata principalmente per la visualizzazione di contenuti. Dovevamo mantenere la parte dei calcoli sulla CPU", ha affermato Macri. "Un altro diceva che dovevamo dividere il carico tra le due soluzioni. Avevamo un motore di calcolo valido nella GPU; dovevamo avvantaggiarcene. C'erano due fazioni. Uno che voleva un accoppiamento stretto tra CPU e GPU. Un altro che meno. Quindi abbiamo avuto un dibattito filosofico per decidere ciò che doveva essere trattato come un motore di calcolo. Abbiamo notato che non c'era un vantaggio enorme con un engine vettoriale se il vostro codice è nativamente parallelo".
La questione era quanto lavoro far svolgere alla GPU. Malgrado l'elevato parallelismo, le GPU rimangono ottimizzate per la grafica. Possono processare operazioni di calcolo parallele tradizionali, ma questo introduce un maggior overhead, e di conseguenza c'è un impatto sulle prestazioni di visualizzazione. Con infiniti transistor disponibili sul die, si può solo continuare a dedicare risorse al problema. Naturalmente, ci sono solo poche centinaia di milioni di transistor da sfruttare.
Una gran parte del dibattito filosofico si riduce nel capire come affrontare il tema dei diversi carichi di lavoro - parallelizzati e non - preservando tutte le prestazioni grafiche. Naturalmente, durante il dibattito, AMD ha preso una batosta sul mercato.