双芯合力“CPU-GPU”技术解析

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

-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`
双芯合力“CPU-GPU”
-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`
在刚刚过去的2007年,NVIDIA率先引入了Tesla通用GPU计算架构,最终目的是将CPU和GPU合二为一,然而NVIDIA并没有 CPU的研发历史,在整合的道路上遇到了重重困难。另一方面,AMD计划于2009年推出内建GPU核心的Fusion处理器,而Intel整合GPU的 Nehalem处理器将与之正面交火,届时,处理器将全面进入整合GPU时代。

三足鼎立:CPU与GPU整合计划在PC技术领域,CPU和GPU始终是相辅相成,在二者已经发展到出现新的瓶颈时,“结合”也许是明智的解决方案,因此,关于整合CPU和GPU的方案就一直被人们所津津乐道。

自收购ATI之后,AMD公布了整合CPU和GPU的Fusion计划(为了不给大家在阅读上造成混乱,我们下文仍将集成在AMD处理器中的显示核心称为GPU),并计划于2008年年底发布。在2007年年底,AMD最终确定了Fusion处理器的细节,并将在2009年下半年以APU(加速处理器)的面目出现,首款APU的代号为Swift,初步计划采用45nm的SOI(Silicon on insulator,绝缘体硅片)工艺,集成GPU和北桥。

作为处理器领域的霸主,Intel显然不会坐以待毙,为了对抗AMD的Fusion处理器,Intel计划在下一代Nehalem处理器家族中,将代号为Havendale的处理器整合GPU,同样会在2009年上半年如期上市。

作为图形芯片领域的领头羊,NVIDIA此前推出了Tesla通用GPU计算架构,但这并不是NVIDIA的最终目的,不管是GPU集成CPU,还是CPU整合GPU,NVIDIA意识到未来GPU的发展趋势,那就是CPU与GPU的完美融合,NVIDIA已经抢先买下UlI Electronics,并收购了Stexar公司,获得了整体芯片组和x86架构的设计团队,并计划于2009年推出一款45nm处理器,为未来推出整合CPU和GPU做准备,届时,CPU和GPU整合市场将形成三足鼎立的局势。


-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`
整合GPU的实际价值
-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`-`
谈到CPU与GPU的整合,相信不少用户都会想到板载GPU,它的目的是为了降低用户的使用成本,然而在CPU里整合GPU,是否也仅为了降低成本那么简单呢?实际并非如此,在GPU刚刚诞生的时候,它的用途比较简单、专一,主要是为了处理图像贴图,然而随着3D技术的发展,GPU不仅具有可编程能力,而且还具备高强度并行计算能力。GPU有两个重要特征:在视觉上提供非常逼真的效果;可以分担CPU在计算中的负载,起到减负的作用。CPU的设计则不同,它适合管理多个离散的任务,但在处理并行化任务时显得力不从心,CPU进入多核时代后,依然不能满足用户的需求。因而,GPU在浮点运算能力上要远强于 CPU,据说这个差距在25倍。
A1.jpg 

如果能够发挥GPU的性能潜力,让它协助CPU处理复杂的任务,比如CPU负责一般任务计算,而GPU则负责专门浮点计算,这样就可以解决未来CPU发展的性能瓶颈。为此,通用“CPU-GPU”计算构架被一致看好,但实现二者的整合有两个途径:CPU整合GPU,或GPU集成CPU。就目前的情况来看,尽管PCI-E总线的带宽虽高,但始终未能满足CPU与GPU之间频繁的数据交换工作,加上GPU受PCI-E总线的限制,GPU集成CPU还不够成熟,CPU整合GPU才是最终出路,由于CPU通用处理器的设计,令它得以应付日常生活形形色色的工作,所以它与GPU的关系是并存的。CPU与GPU都是由晶体管组成的,而且CPU以后都是向着双核/多核的道路发展,制程方面也向着更精细的工艺前进,CPU与GPU整合在一起可以更充分地利用好各自的资源,无论是进行非游戏运算,还是3D游戏运算,两者都可以拥有最高的效率,同时也可以把兼容性提升到一个更高的档次。尽管这种整合会产生很多实际问题,但对于用户来说,一颗芯片拥有CPU与GPU的全部功能,也意味着拥有更出色的性价比。与此同时,CPU与GPU合二为一,也使得PC迈向更大规模的集成化之路,而且越简单的PC就越容易标准化统一化,也会更加廉价而实用,在未来,PC也可以像手机一样,拿在手里到处移动使用。


 

文章评论