ATI Stream: GPGPU für alle mit gratis Video-Encoder
AMD greift Markt für das Rechnen auf Grafikkarten an. Knapp ein Jahr konnte Nvidia mit seiner Programmiersprache "CUDA" für rechenintensive Anwendungen auf Grafikkarten von sich reden machen. Nun hat AMD sein Gegenstück auf Basis einer proprietären Programmiersprache runderneuert und setzt auf offene Standards. Damit das jeder sehen kann, soll es Anfang Dezember 2008 ein Programm zum Umwandeln von Videoformaten gratis geben.
Wie auch Nvidia mit CUDA bietet AMD ein Programmierpaket für die Nutzung seiner Grafikkarten als Beschleuniger an. Es basiert auf der Sprache "Brook+", die an der Stanford-Universität entwickelt wurde und als Open Source ausgelegt ist. Brook spricht eine Middleware über den Treiber an, die AMD "Compute Abstraction Layer" (CAL) nennt. Über diesen CAL können auch andere Schnittstellen die Grafikkarte als Beschleuniger nutzen.
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Sowohl Brook wie auch den CAL hat AMD nun kräftig überarbeitet und hält das Paket als "ATI Stream 1.3" für eine breite Masse an Anwendungen vom professionellen Einsatz bis zum Privatanwender für geeignet. Brook und CAL sind dabei aber immer noch proprietär, zudem ist die Sprache nicht so einfach zu erlernen wie das Standard-C von CUDA.
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Dafür setzt AMD nun auf offene Standards wie das von Apple entwickelte und der Khronos-Gruppe übergebene OpenCL. Es soll parallel zu Microsofts "Compute Shaders" aus DirectX 11 einen Industriestandard für das Rechnern auf Grafikkarten setzen.
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Diese Schnittstellen sind jedoch alle noch nicht fertig. Damit auch der Endanwender vom "GPGPU-Computing" etwas hat, will AMD am 10. Dezember 2008 seinen kostenlosen "ATI Avivo Video Converter" zum Download anbieten. Das Programm kann HD-Videos in den Formaten H.264 und MPEG-2 in andere Formate wandeln, kodiert selbst aber nur ebenfalls H.264 oder MPEG-2. Beim Dekodieren ist es auf die Codecs des Systems angewiesen. Immerhin lässt sich so aber ein HD-Film in H.264 für portable Mediaplayer wie den iPod wandeln.
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Das läuft durch die Nutzung der vielen parallelen Recheneinheiten einer GPU deutlich schneller als mit PC-Prozessoren. In eigenen Tests hat AMD für die Umwandlung eines Films von 90 Minuten aus FullHD 1080p in ein nicht näher angegebenes iPod-Format nur 23 Minuten gebraucht. Das Video wurde dabei auf der 150-Euro-Grafikkarte Radeon HD 4850 berechnet. Andere Modelle wie die 4870 oder die Doppel-GPU-Karte 4870 X2 können noch schneller sein. Die Anwendung, wie alle Programme für Stream 1.3, läuft auf allen Karten der Radeon-Serien 3000 (GPU RV670) und 4000 (GPU RV770). Die Serie 2000 mit der GPU R600 und alle älteren Karten funktionieren nicht mit Stream 1.3.
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Ohne Unterstützung der Grafikkarte brauchte ein PC mit der 900-Euro-CPU QX9650 mit ihren vier Kernen bei 3 GHz für dieselbe Aufgabe über viereinhalb Stunden. Zwar ist für einen solchen Test ein Vergleich von Äpfeln mit Birnen nötig, weil dieselbe Software für das Rechnen auf CPU und GPU nicht verfügbar ist. AMDs Anwendung scheint jedoch besonders schlecht gewählt. Der CPU-Test fand mit QuickTime Pro samt dessen MPEG-2-Paket statt, das recht langsam rechnet. Andere Anwendungen schaffen auf 3-GHz-CPUs bei ähnlichen Aufgaben das Transkodieren von HD-Material nahezu in Echtzeit.
So brauchte der Windows Movie Maker, der bis zu vier Kerne voll auslasten kann, bei unseren Tests von Intels Core i7 für die Wandlung eines AVCHD-Videos mit 1.440 x 1.080 Pixeln in einen WMV-Clip mit 1.280 x 720 Pixeln auf einem QX9770 nur gut 55 Minuten. Das Ausgangsmaterial war 41 Minuten lang, und der von uns verwendete QX9770 mit 3,2 GHz ist nur wenig schneller als der von AMD verwendete QX9650 mit 3 GHz.
Anfang Dezember 2008 können alle Interessierten AMDs Versprechen überprüfen – und auch die Qualität der so entstehenden Videos. Voraussetzung für die Nutzung des Converters ist der ebenfalls am 10. Dezember erscheinende Treiber Catalyst 8.12, der die Stream-Unterstützung enthält. Diese Funktion ist dann Standard für die monatlich erscheinenden AMD-Treiber. An den Werten von Benchmarks, die beispielsweise Nvidia mit seinen PhysX-Treibern für das Rechnen auf der GPU beeinflusst, soll sich durch die Stream-Funktionen aber nichts ändern.
AMDs Treiberchef Terry Makedon machte bei der Vorstellung des Converters klar, dass es sich um eine bewusst einfache Anwendung für Einsteiger handelt, die Videos sehr schnell konvertieren wollen. "Für die echten Video-Enthusiasten wird unser Tool nicht besonders gut sein", stellte Makedon klar. Qualität und Formate sollen zwar kaum eingeschränkt sein, aber unter anderem fehle die Batch-Konvertierung von mehreren Dateien. Hier, so der AMD-Manager, wolle man Anbietern von kostenpflichtigen Anwendungen nicht vorgreifen.
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Da alle Anwender von AMD-Grafikkarten in vier Wochen die Stream-Funktionen auch zu Hause nutzen können, hat AMD seine Zusammenarbeit mit anderen Entwicklern verstärkt, die ebenfalls Consumeranwendungen für Stream anbieten wollen. Im ersten Quartal 2008 soll das auch schon für Nvidias CUDA angekündigte TotalMedia Theater von ArcSoft erscheinen, das Material in Standardauflösung in beeindruckende HD-Bilder hochrechnet. Im gleichen Zeitraum soll der – ebenfalls auch auf CUDA optimierte – PowerDirector 7 auf den Markt kommen, der beim Videoschnitt, Encoding und Spezialeffekten ATI Stream 1.3 nutzt.
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Auch im professionellen Markt rechnet sich AMD mit der Überarbeitung der Software für GPGPU jetzt mehr Chancen aus. Bereits seit längerem ist die Grafikkarte FireStream 9270 angekündigt, die 2 GByte Speicher besitzt. Sie arbeitet mit 750 MHz für die GPU genauso schnell wie das Desktoppendant 4870. Nvidia hat sein Konkurrenzprodukt Quadro FX 5800 langsamer als die Spielekarte getaktet, aber mit 4 GByte Speicher ausgestattet. Dafür kostet die Quadro in den USA auch 3.500 US-Dollar, die FireStream 9270 mit halb so viel Speicher aber laut AMD nur 1.500 US-Dollar. Die Karte soll 240 GFLOPs bei doppelter Genauigkeit erreichen. Bisher ist die FireStream 9270 aber noch nicht verfügbar.
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Eigene Rechencluster in externen Racks mit Grafikkarten bietet AMD, anders als Nvidia, mit seinen Quadro-Plex-Systemen bisher nicht an. Dafür hat man das Unternehmen Aprius bei der Entwicklung unterstützt. Deren Box "CA8000" bringt in einem 19-Zoll-Einschub auf vier Höheneinheiten acht der FireStream-9270-Karten unter. Das System lässt sich über bis zu vier PCIe-x16-Busse mit entsprechenden Karten im Host-PC anbinden. Die optischen Kabel dafür dürfen bis zu 50 Meter lang sein. Auch hier stehen Preise und Verfügbarkeiten aber noch nicht fest.
