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Micron Document

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<title>Accelerated Processing Unit</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Accelerated Processing Unit</span></h1>

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<p><span lang="en"><b>Accelerated Processing Unit</b></span> (kurz <b>APU</b>; englisch für „beschleunigte Verarbeitungseinheit“), auch <span lang="en"><b>Advanced Processing Unit</b></span> (engl. für „fortschrittliche Verarbeitungseinheit“) ist eine unter anderem an die Abkürzungen „CPU“ und „GPU“ angelehnte Bezeichnung für einen <a href="Hauptprozessor" class="mw-redirect" title="Hauptprozessor">Hauptprozessor</a> mit integrierten <a href="Koprozessor" title="Koprozessor">Koprozessoren</a>, die fast ausschließlich von <a href="AMD" title="AMD">AMD</a> verwendet wird. Wie der Name bereits andeutet, soll dabei der Hauptprozessor durch einen oder mehrere Koprozessor(en) in bestimmten Situationen beschleunigt werden. Als Koprozessor kann dabei ein <a href="Grafikprozessor" title="Grafikprozessor">Grafikprozessor</a> (GPU), <a href="Vektorprozessor" title="Vektorprozessor">Vektorprozessor</a>, <a href="Streamprozessor" title="Streamprozessor">Streamprozessor</a> oder auch jeder andere beliebige Prozessor dienen, der dem Hauptprozessor in bestimmten Situationen überlegen ist. Lediglich ein mathematischer Koprozessor in Form einer <a href="Gleitkommaeinheit" title="Gleitkommaeinheit">Gleitkommaeinheit</a> (auch „FPU“ abgekürzt), der – neben anderen – schon lange vor der Definition des APU-Begriffes im Hauptprozessor integriert war und damit zum Bestandteil des Hauptprozessors wurde, ist davon ausgenommen.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Geschichte">Geschichte</h2></div>

<p>Kreiert und geprägt wurde die Bezeichnung <i>Accelerated Processing Unit</i> vom Mikroprozessor-Hersteller <a href="AMD" title="AMD">AMD</a>, der diese Bezeichnung zur Kennzeichnung von <a href="Hauptprozessor" class="mw-redirect" title="Hauptprozessor">Hauptprozessoren</a> mit integrierter <a href="Grafikprozessor" title="Grafikprozessor">Grafikeinheit</a> verwendet. <a href="AMD_Fusion" title="AMD Fusion">AMD Fusion</a> ist der Codename dieses Prozessorkonzepts, welches CPU, GPU sowie Video- und andere Hardwarebeschleuniger auf einem <a href="Die_(Halbleitertechnik)" title="Die (Halbleitertechnik)">Die</a> vereint.

</p><p>Erste Ankündigungen für die Integration eines <a href="Grafikprozessor" title="Grafikprozessor">Grafikprozessor</a>-Kerns in einem <a href="Hauptprozessor" class="mw-redirect" title="Hauptprozessor">Hauptprozessor</a> hatte es bereits im Jahr 2006, nach der Übernahme von <a href="ATI_Technologies" title="ATI Technologies">ATI</a> durch AMD, gegeben.<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Ab Mai 2010 wurden Prototypen an die ersten Kunden ausgeliefert<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> und auf der <a href="Computex" title="Computex">Computex</a> im Frühling 2010 wurde bekannt gegeben, dass die APU-Modelle <i><a href="AMD_Llano" class="mw-redirect" title="AMD Llano">Llano</a></i> und <i><a href="AMD_Ontario" class="mw-redirect" title="AMD Ontario">Ontario</a></i> im ersten Halbjahr 2011 in den Handel kommen sollen.<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-Golem20100602_4-0" class="reference"><a href="#cite_note-Golem20100602-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Zudem wurde im Vorfeld der <i><a href="Consumer_Electronics_Show" title="Consumer Electronics Show">CES</a> 2011</i> bekannt, dass erste Rechner in Form von <a href="Tablet-PC" class="mw-redirect" title="Tablet-PC">Tablet-PCs</a> und <a href="Tablet-Computer" class="mw-redirect" title="Tablet-Computer">-Computer</a> auf Basis der APU-Serien <i><a href="AMD_Zacate" class="mw-redirect" title="AMD Zacate">Zacate</a></i> und <i>Ontario</i> im ersten Quartal 2011 ausgeliefert werden.<sup id="cite_ref-5" class="reference"><a href="#cite_note-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Auch Intel liefert seit dem Jahr 2012 mit ihrer Core-I-Serie Hauptprozessoren mit integrierter Grafikeinheit, verwendet jedoch nicht den Begriff 'APU'. Beispielsweise ist die GPU in den <a href="Ivy_Bridge" class="mw-redirect" title="Ivy Bridge">Ivy-Bridge-Prozessoren</a> durch Unterstützung von <a href="OpenCL" title="OpenCL">OpenCL</a> und Direct Compute auch für universelle Computerberechnungen nutzbar.<sup id="cite_ref-6" class="reference"><a href="#cite_note-6"><span class="cite-bracket">[</span>6<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Auch andere Wettbewerber verwenden den „APU“-Begriff nicht.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Technische_Details">Technische Details</h2></div>

<p>Um einen Chip 'APU' nennen zu können, sollte der Prozessor (CPU) einen oder mehrere Hauptprozessor-<a href="Prozessorkern" title="Prozessorkern">Kerne</a> und mindestens einen zusätzlichen Koprozessor für spezielle Aufgaben enthalten. Der zusätzliche Koprozessor ist dabei meist ein Grafikprozessor (GPU).<sup id="cite_ref-7" class="reference"><a href="#cite_note-7"><span class="cite-bracket">[</span>7<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Mit diesem Konzept will man vor allem die Vorteile unterschiedlicher Prozessortypen/Prozessorarchitekturen vereinen. Das Konzept an sich wird daher auch in Anlehnung an Mehrkernprozessorsysteme als <i><a href="Heterogenit%C3%A4t_(Naturwissenschaft)" class="mw-redirect" title="Heterogenität (Naturwissenschaft)">heterogenes</a> Rechnen</i> (englisch: <i><span lang="en">heterogeneous computing</span></i>) bezeichnet, da nun heterogene Prozessortypen in einem System vorkommen.

</p><p>Da Grafikprozessoren im Laufe ihrer Entwicklungsgeschichte einen Teil ihrer Spezialisierung auf Grafik aufgaben und immer mehr zu frei programmierbaren Prozessoren wurden, die insbesondere datenparallele Aufgaben sehr schnell bearbeiten können, sahen hier die Hersteller die Möglichkeit, die für sequentielle Aufgaben optimierten Hauptprozessoren mit dieser Art von Koprozessor sinnvoll zu ergänzen. Da zudem jeder PC sowieso einen Grafikprozessor benötigt, sollte auch der Übergang in der Zeit, in der entsprechende Software für den Koprozessor fehlt, durch die reinen Vorteile eines Grafikprozessors überbrückbar sein.

</p><p>Entscheidend für die Bezeichnung <i>APU</i> ist dementsprechend nicht nur die Integration eines Grafikprozessors in den Hauptprozessor, sondern auch die Eignung dieses Grafikprozessors zur Berechnung von universellen Aufgaben abseits von reinen Grafikberechnungen.

</p><p>Grafikprozessoren wurden schon sehr früh für <a href="General_Purpose_Computation_on_Graphics_Processing_Unit" title="General Purpose Computation on Graphics Processing Unit">GPGPU</a>-Zwecke eingesetzt, allerdings geschah die Programmierung sehr nahe an der Hardware und konnte damit nicht ohne weiteres auf andere Grafikprozessoren übertragen werden, womit auch die Verbreitung entsprechender Programme und Tools sehr eingeschränkt blieb. Ein weiterer wichtiger Schritt von einem reinen Hauptprozessor mit <a href="Integrierter_Grafikprozessor" title="Integrierter Grafikprozessor">IGP</a> zur sogenannten <i>APU</i> ist somit die Unterstützung von Hersteller übergreifenden Programmierstandards wie OpenCL und Quasistandards wie Direct Compute in der <a href="DirectX" title="DirectX">DirectX</a>-11-API vom Grafikprozessor.

</p><p>Abseits der programmierbaren GPU-Teile hat die GPU aber auch fest verdrahtete Einheiten (engl.: Fixed Function Units), die abseits der Grafik genutzt werden können. So können die Videodecodiereinheiten wie etwa <a href="Unified_Video_Decoder" title="Unified Video Decoder">UVD</a> oder <a href="Nvidia_PureVideo_HD" title="Nvidia PureVideo HD">Nvidias Videoprozessor</a> schon sehr lange für das Decodieren von bestimmten Codecs genutzt werden und damit ebenfalls den Hauptprozessor entlasten. Intels integrierte GPU in <a href="Intel-Sandy-Bridge-Mikroarchitektur" title="Intel-Sandy-Bridge-Mikroarchitektur">Sandy-Bridge-CPUs</a> haben abseits solcher Decodiereinheiten auch fest verdrahtete Encodiereinheiten, mit denen das Encodieren von Videos bei bestimmten Codecs beschleunigt werden kann. Da sowohl das Encodieren als auch das Decodieren aber nur auf bestimmte Codecs begrenzt und nicht frei programmierbar ist, werden entsprechende CPUs bei enger Auslegung der APU-Definition immer noch als „CPUs mit IGP und Zusatzbeschleunigungsfunktionen“ bezeichnet und nicht als APUs, da hierbei das Konzept des Verbindens von mehreren Prozessorarchitekturen mit unterschiedlichen Vorteilen fehlt und lediglich eine Prozessorarchitektur durch fest verdrahtete Einheiten auf manche Gebiete spezialisiert wird.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.golem.de/0610/48577.html">Fusion: AMD setzt auf Prozessoren mit integrierter Grafik</a> – Artikel bei <i><a href="Golem.de" class="mw-redirect" title="Golem.de">Golem.de</a></i>, vom 25. Oktober 2006</span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.golem.de/1005/75227.html">AMD hat erste Muster der Fusion-APUs</a> – Artikel bei <i>Golem.de</i>, vom 19. Mai 2010</span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.heise.de/newsticker/meldung/Fusion-AMD-zeigt-Demo-und-nennt-Termin-1013746.html">Fusion: AMD zeigt Demo und nennt Termin</a> – Artikel bei <i><a href="Heise_online" title="Heise online">Heise online</a></i>, vom 2. Juni 2010</span>

</li>

<li id="cite_note-Golem20100602-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-Golem20100602_4-0">↑</a></span> <span class="reference-text"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.golem.de/1006/75516.html">AMD zeigt erstmals Fusion-Prozessor APU mit DirectX-11</a> – Artikel bei <i>Golem.de</i>, vom 2. Juni 2010</span>

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<li id="cite_note-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-5">↑</a></span> <span class="reference-text"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.golem.de/1101/80441.html">Zacate und Ontario: AMD stellte Fusion-CPUs vor</a> – Artikel bei <i>Golem.de</i>, vom 4. Januar 2010</span>

</li>

<li id="cite_note-6"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-6">↑</a></span> <span class="reference-text">heise.de: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.heise.de/newsticker/meldung/IDF-Intel-stellt-naechste-Prozessorgeneration-Ivy-Bridge-vor-1342459.html"><i>IDF: Intel stellt nächste Prozessorgeneration Ivy Bridge vor</i></a>, Nachricht vom 14. September 2011.</span>

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<li id="cite_note-7"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-7">↑</a></span> <span class="reference-text"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.golem.de/1001/72047.html">Prozessoren 2010: Die Fusion beginnt</a> – Artikel bei <i>Golem.de</i>, vom 2. Januar 2010</span>

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