从图形渲染到密集计算 通用GPU的崛起

时间:2010-05-20   来源:   网友评论:0   人气: 784 作者:

        在两年前,NVIDIA与Intel打了一场GPU与CPU谁更重要的口水战,表面上看,这场口水战只是双方交恶的意气之争,但实际上体现了计算业界的根本性分歧:CPU更适合通用性质的任务处理,而GPU更适合高并行的密集数学计算,这两者未来谁会更重要呢?

        争论虽然没有得出答案,但Intel用行动来表达自己的野心:Larrabee处理器高调浮出水面,它针对高并行的流计算,当然也支持图形渲染,更关键的是Larrabee采用与X86类似的指令集来编程,摆脱了对固定式图形API的限制,从而能够实现更广泛的任务处理。Larrabee最后并没有获得成功,显然Intel在这个领域缺乏高超的设计水平,原型产品功耗巨大,性能又远逊于对手,强硬推出只是自取其辱。现在Intel暂时放弃了Larabee,放缓进入GPU领域的步伐,NVIDIA和AMD大大松了一口气,但Larrabee所要表达的意图却在图形业界开始被精确呈现。

Cypress与Fermi,向左走,向右走

        一个像样的服装设计师,在设计自己作品的时候,总会先思考这些因素:未来将流行哪一种风格?客户又会喜欢哪一种款式?这个命题可以抽象出两种内涵:其一就是作品要针对哪一种应用,其二就是这种应用将采用何种形态来实现?事实上,新一代GPU的设计,也完全涵盖了这两个方面。

        在图形领域,AMD的地位与NVIDIA“几乎”对等,“几乎”的意思就是还差那么一点点,至少我们可以看到,AMD在图形驱动的支持方面与对手差距甚远,NVIDIA可以为Windows、Linux和UNIX同时提供驱动,过气的老显卡也从未被抛弃;而AMD只能在Windows平台中保持对等,而且那些一两年前的GPU就得不到妥善的支持,当然更别提它的专业显卡驱动了。

        另一方面,AMD无法像NVIDIA一样提供类似CUDA、PhysX这样的丰富软件平台,这让它在通用加速领域束手束脚,而这个领域的落后也很难朝夕赶上。再者,在单GPU芯片的设计方面,AMD一直缺乏NVIDIA这样的功底,迄今为止AMD都没有在晶体管数量方面超过NVIDIA—对结构相对固定的GPU来说,晶体管集成度在多数时候都代表性能的高低。

        AMD很清楚自身的缺点,所以它采取灵活的策略来对付对手。显然,AMD的目标只是图形市场,希望能够在独立显卡领域胜过对手,同时图形芯片组再为自家的AMD64平台增加竞争力。这种立意决定了AMD在产品的设计上专注于图形性能本身,并且保持稳健的策略—在R600时代开始之前,AMD认为开发大型GPU芯片的难度越来越大,导致成本居高不下,同时市场铺设动作又非常迟缓。为此,AMD在自家CrossFire交火技术的基础上,制定了多芯片的开发策略。

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以二敌一,开发中等性能GPU,再通过数量联合来实现高端性能,
这是一种代价最低,升级最容易的做法。

        多芯片显卡的思想很简单,即GPU芯片不再追求全能和强劲,而只是实现全能性,保证对流行规格率先提供支持,其次便是芯片规模不要太大,以免给制造带来负担。同时,还要保证较好的功耗水准,在满足上述目标的前提下,实现最好的性能。显然,这种思路开发的GPU速度一定不是最快,但却可以在经济效益上做到最好,可以在短时间就上市。至于高端显卡,则可以通过双芯片,甚至四芯片并联的方法进行,以二敌一,来获得性能上的优势。

        这种策略令AMD摆脱了新品推出不利的困境,并在商业上获得成功—尤其是在RV770 时代,NVIDIA的GT200完全失去了反击之力,现在AMD又在DirecX11显卡的争霸赛中,整整领先NVIDIA半年多。2009年9月,AMD发布代号为“Cypress(也就是RV870)”的Radeon HD 5870/5850系列显卡,率先进入DirectX11时代,低阶版的其他HD5000系列也很快上市,到现在为止,AMD的Radeon HD 5000系列已代替上一代产品成为主流。但NVIDIA仍只能拿GT200架构的GeForce GTX280/295应对,GT200其实只是2006年底发布的G80的延续,在规格方面比较落伍。很明显,NVIDIA目前的显卡产品不论在规格上还是硬件性能上都全面落败。相信这也是NVIDIA在GeForce FX5800以后遭遇的最大危机。


 

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