CPU和GPU真融合 APU異構系統架構解析

2023-10-21 03:00:01 3

    泡泡網CPU頻道5月28日 任何一種處理器晶片的發展，都是為了要面向未來的應用而設計的。那麼我們就從最近幾年的網際網路、PC、平板、智慧型手機的應用和交互形式來看，新一代處理器應該滿足什麼樣的需求：

    1. 用戶越來越希望能夠藉助手勢、眼睛、身體，用自然表達的方式和機器交互；

    2. 人們更加追求高像素、高清電影和視頻交互；

    3. 基於社交網絡的應用和遊戲應用會越來越多地介入到人的生活當中；

    4. 越來越多的人喜歡大屏幕，越來越多的人喜歡在同一時間協同工作，而不是像以前的點對點工作方式，協同工作會增加效率；

    5. 雲計算作為下一代網際網路、或整個人類在生存環境當中特別需要看重的一種應用。

    市面上所有的應用包括未來應用基本上都是基於這幾大類，那這些東西對CPU的要求又是什麼呢？

1. 性能與效率

    目前有兩大處理器：CPU和GPU。不管CPU還是GPU，所有人都在追求性能，但性能受制於半導體製造工藝的限制，又不能無限制的提升，否則功耗和成本就無法控制，應用領域會受到嚴重的限制。所以現在很多人都看重「每瓦性能」，或者是說效率。

2. 功能與架構

    在處理器發展歷史中，為了解決各種特定的問題，不斷有互不兼容的特定功能計算模塊被加入系統，卻很少從全局優化的角度加以考察。計算機整體效率不高的現狀正是這種設計模式的直接後果。常見情況是軟體的計算負載被調度在一個並不適合當前任務的模塊上低效執行。

    無論X86架構還是ARM架構都是同步處理器系統，一種處理器系統能否解決所有的運算？CPU和GPU都有獨特的運算能力，他們有沒有被用於執行最適合自己架構的應用？處理器是用來處理器數據的，而數據是在不同的子系統中來回搬遷的，而搬遷數據的難易程度又會嚴重影響處理器的效率。

3. 應用與開發

    硬體的性能需要軟體來發揮，軟體開發者需要強大的編程模型來充分利用新的計算能力。應用軟體需要支持和兼容廣泛的硬體平臺也日益變得重要。對開發者而言，隨著平臺種類的不斷增多，目前反覆移植代碼的慣常方法必然難以為繼。

    綜上，處理器產業需要一種新的發展思路——讓處理器架構更加高效， 才能在上述需求交織的複雜環境中前行。這種新的思路需承諾在功耗、性能、可編程性和可移植性這四個維度上同時都有改進。