双芯合力“CPU-GPU”技术解析(2)

时间:2008-12-17   来源:   网友评论:0   人气: 263 作者:




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现实的问题：CPU如何与GPU整合？
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要让CPU与GPU完美结合，摆在厂商面前的问题是如何去整合，对于AMD而言，它将直接在Fusion处理器中整合GPU核心。AMD将本来内建双核CPU的其中一个Core更换为GPU，使得CPU与GPU之间以 Crossbar（交叉开关）方式交换数据，更适合CPU的代码将在Fusion处理器的CPU部分被执行，而更适合GPU的代码将在GPU部分被执行。在这种新架构下，GPU也可以读取CPU的Cache资料，这是PCI-E 总线所未能提供的功能，Fusion处理器还整合了内存控制器，以同时满足CPU的DDR2/3及GPU的GDDR内存控制器的需求。无疑，Fusion处理器将内建完整的DirectX GPU核心、缓存和PCI-E通道，将是一款非常有价值的GPU处理器。


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实际上，Fusion处理器整合GPU的原理，与目前的Crossfire互联方案非常类似——CPU与GPU事实上仍是独立的，通过内部总线进行通信，同时还分别拥有独立的缓存，处理器中的GPU和CPU会共享系统内存，从而实现GPU与CPU的数据交换。值得注意的是，Fusion处理器还内置了1个HT总线，允许Fusion处理器的平台扩展外部显卡，AMD表示，Fusion处理器不仅以一个整合了北桥、GPU的单芯片面目出现，还将会整合不同数量的GPU和CPU核心，比如两个Fusion处理器连接在一起，可以达成并行GPU模式。在未来，AMD新一代整合GPU的处理器还将提供多条HT总线，以实现更高的带宽外接显卡，甚至会提供内建GPU与外接显卡的Crossfire新方案。
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与AMD有所不同的是，Intel的设计路线并不是简单的内建GPU核心，Nehalem处理器是通过多芯片系统封装（Multi-Chip Package）方式，将北桥芯片及图形芯片直接整合在CPU之中，而CPU内核心与GPU核心是通过Quick Path Interconnect(QPI)方式连接，QPI内置内存控制器，有助于解决CPU和GPU从内存中读取数据时的延迟，内存延迟和带宽有了大幅度改进，QPI还具备处理器间的直接连接技术，使芯片能够共享数据，1个处理器能够存取与其他处理器相连接的内存中的数据，大大提升了整合GPU处理器的运行效率。Intel如此的设计方案，还可缩短产品设计周期，有助于降低生产成本。
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观点：CPU整合GPU前景广阔，困难也不少
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尽管CPU整合GPU成为未来发展趋势，但至少可以肯定，在2009之前，对应产品不会上市，此外，CPU与GPU整合看起来容易，但实际遇到的问题还很多，比如现有主流GPU内建的晶体管目数目达到7亿之多，比CPU还要复杂，这意味着CPU还难以集成高端GPU内核。就算以后能集成高端的 GPU，但GPU的发热量比CPU大许多，也是一个亟待解决的问题。

因此，AMD与Intel初期将以整合简单的GPU为主。同时，由于GPU在设计上的特殊性，它的核心工作频率远比CPU要低，这将会制约GPU与CPU之间的数据互通能力，在传输速度上会存在一定的延迟，至少不会有理想中那么好。

正是由于技术上的不足，导致了CPU整合CPU暂时并不会马上普及起来，毕竟对于高端游戏玩家或图形工作站用户而言，对CPU整合GPU的产品需求并不是那么迫切。他们更在乎强劲的图形处理性能，但对于普通用户而言，初期CPU整合的GPU已经达到了DirectX 10入门级水平，可以全面支持Windows Vista及高清视频播放等能力，不仅可满足日常娱乐应用需求，同时进一步降低了用户购买成本，更为重要的是，由于GPU被集成在CPU里，可以让系统的体积做到更小，整机功耗也更低，这符合未来低功耗、低噪音的节能环保PC的发展方向。


 
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