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GPU要“吃”了CPU
  • 2012-9-26 16:45:17
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:薛昱
  • 作者:薛昱
【电脑报在线】早在LGA1156平台,Intel就在部分处理器中集成了GPU核心,而AMD也在去年推出了Fusion平台,在笔记本和桌面处理器中全面融合了GPU。处理器中集成图形核心,已经成为了目前业界的一个发展方向,但或许不少人并不知道,在处理器集成显卡已成主流之际,几大厂商也正谋划着在独立显卡中集成处理器,PC核心硬件的第二次融合已经离我们不远了。

    早在LGA1156平台,Intel就在部分处理器中集成了GPU核心,而AMD也在去年推出了Fusion平台,在笔记本和桌面处理器中全面融合了GPU。处理器中集成图形核心,已经成为了目前业界的一个发展方向,但或许不少人并不知道,在处理器集成显卡已成主流之际,几大厂商也正谋划着在独立显卡中集成处理器,PC核心硬件的第二次融合已经离我们不远了。




第一次融合,各有小算盘

    很多人认为Intel和AMD将图形核心集成在处理器中,有两个意义,一个意义是传统板载集成显卡的消亡,第二个意义则是代表着异构计算的兴起。实际上,如果将两个厂商的技术和战略思想分开来看,我们还是能看到其中的不同。


    对于Intel而言,虽然之前板载显卡性能一直较弱,功能也不够完善,尽管在显卡市场上依然占有不错的份额,但并不引人瞩目。而Intel的Larrabee在失败以后,基本已不可能在短期内进入独立显卡市场领域。从Intel的角度来看,处理器中集成图形核心并不是一个技术更新问题,而是一个战略问题。将图形核心以及更多功能赋予自己最有掌控能力的处理器上,不但可以降低成本控制资源,同时也能让自己在图形核心领域拥有更多的份额和话语权。事实上,Intel集成了图形核心的处理器,并没有给我们带来多少新技术应用上的突破,同时在GPU性能上也不如竞争对手。



Intel是最早将图形核心集成在处理器中的厂商


    而AMD的Fusion平台则更多从应用和技术上去展现突破,这一点和Intel有着明显的差异。AMD的APU尽管处理器性能一般,但是GPU部分性能都还不错。此外,在异构计算上,AMD的APU拥有着独一无二的优势。AMD甚至还开发出集成显卡和中低端独立显卡合作交火的功能。所以在处理器和图形核心的融合技术开发上,AMD实际上是非常努力的,只不过这种努力在现在看来似乎略有超前,至少在异构计算还未成为PC应用主流的时候,AMD的融合优势还没有发挥出来,甚至反而被处理器性能拖了后腿……


AMD“火山岛”引领二次融合

    AMD是最早提出处理器融合图形核心的厂商,而在独立显卡融合处理器方面,AMD也走得比较快。从AMD的路线图来看,下一代图形核心“海岛”依然会沿袭现在的架构,并有一定增强。但在更下一代的图形核心“火山岛”中,AMD将对显卡的整个架构进行重大的改进,这其中最重要的就是在图形核心中集成X86处理器。届时“火山岛”将会实现芯片级的GPU、CPU融合,图形核心和CPU将会集成在一颗芯片中。



AMD的异构计算路线图,“火山岛”将扮演重要角色


    从现有资料来看,在“火山岛”中,处理器部分很可能会使用现在的“推土机”架构,不过处理器只是作为独立显卡的协处理器,这自然意味着显卡中的处理器部分无法单独工作。这样,“火山岛”完全可以凭借独立显卡显卡的高浮点运算,加上“推土机”不俗的整数运算,做到强强联手,实现强大的异构运算性能。如果不出意外,融合了X86“推土机”处理器的“火山岛”,将在2014年和我们见面。

 

NVIDIA显卡将整合ARM处理器

    和AMD针锋相对的自然是NVIDIA,NVIDIA早在2010年就公布了自己的下一代显卡架构“Maxwell”。此外,在去年NVIDIA也宣布了自己的“丹佛计划”:由ARM授权指令集,同时由NVIDIA自己设计架构的高性能ARM处理器。而Maxwell图形核心就将会是NVIDIA“丹佛计划”的第一批产品。



NVIDIA下一代图形核心Maxwell将会整合ARM处理器


    Maxwell将把NVIDIA GPU、ARM指令集架构CPU整合在一块芯片上,实现协同加速。GPU架构部分将和现在的开普勒有很大不同,但具体数据还要等待NVIDIA公布。而在ARM处理器方面,NVIDIA将会设计一颗基于64-bit ARMv8的处理器(即下一代ARM处理器基本架构)。Maxwell将会在桌面、服务器以及超级计算机等领域全面出击,它不但可以实现和AMD“火山岛”一样的异构计算,同时Maxwell中的ARM处理器还可以单独工作,比如安装操作系统,从业内目前透露出来的情况来看,ARM版Windows 8可以在Maxwell上运行。只是不知道未来在传统的X86桌面系统和ARM系统上,NVIDIA将会如何对产品进行具体的分门别类。


    从NVIDIA的角度来看,他不像Intel和AMD那样拥有自家的X86处理器,要想进行GPU和CPU的融合,只能依靠ARM。Maxwell和“丹佛计划”不但是NVIDIA走向传统独立显卡和处理器融合的一步,同时也是ARM处理器走向桌面市场的重要一环。Maxwell最早将可能在2013年底和我们见面,那个时候我们就能见到这个据说可以安装系统的独立显卡是什么样子了。


编辑观点

第二次融合会带来什么?

    实际上除了AMD和NVIDIA,Intel也将推出Xeon Phi,一颗搭配了Xeon处理器的高性能运算芯片,不过Xeon Phi更多是会出现在服务器以及超级计算机中,桌面上看到它的机会不大。从业内这几家巨头的积极奔向第二次融合的姿态来看,最大的受益者无异是现在被炒得火热的异构计算。异构计算本身就需要强大的浮点运算能力和整数运算能力相互协助,无论是AMD的“火山岛”还是NVIDIA的Maxwell,未来都将符合这一条件,相比现在性能有限的AMD APU,异构计算无疑将在未来的显卡中获得更大的发展。



Intel的Xeon Phi,集成了Xeon服务器处理器


    除了异构计算之外,即使是现在普通的桌面PC应用,也会获得不少的好处。独立显卡在整合了处理器后,一些原本需要消耗大量处理器性能的程序和应用,未来只需要独立显卡即可搞定,比如科学运算,比如游戏中的物理表现。至少在“火山岛”和Maxwell推出之后,大多数游戏和侧重于显卡的程序对于处理器的要求将不再那么高,主处理器完全可以将性能和侧重点放在其他方面。当然,这需要软件公司重新设计程序,并对AMD和NVIDIA的显卡进行单独的优化。


    最后需要正视的是,对于AMD而言,硬件的二度融合更多是一种技术应用的发展,AMD现在在这方面走在了业界的前列,如果异构计算在未来成为业界的主流,那么AMD或许可以凭借自己的技术优势获得一定的话语权;而对于NVIDIA而言,这次融合则是给了自己向传统桌面处理器双雄一个挑战的机会,过去想依靠ARM直接进军桌面的厂商,基本都是浅尝即止,但NVIDIA在桌面独立显卡上拥有最高的市场份额,依托于桌面的独立显卡,NVIDIA或许会帮助ARM在进军桌面的道路上更顺利一些。

 
本文出自2012-10-01出版的《电脑报》第39期 E.硬件发烧友
(网站编辑:黄旭)


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