处理器芯片和异构计算

芯片

集成电路—可以分为模拟电路、数字电路
模拟电路：用于对模拟信号的转换、放大、传输等
数字电路：用数字信号完成逻辑运算，常见的会有逻辑门、触发器等

当然也可以两者混合，将模拟电路和数字电路集成在单个芯片上，做出数模转换器或模数转换器。

华为有一系列自研的芯片

处理器

CPU-中央处理器，用于解释计算机指令、处理计算机软件中的数据。

是一个大规模的集成电路，是计算机的控制核心、运算核心，可以理解为人类的大脑
CPU主要包括了寄存器、运算器和控制器。

输入设备接收数据
交给运算器，
运算器把数据交给寄存器缓存排队
当排到的时候，控制器发送指令给寄存器和运算器，
寄存器把数据发给运算器
运算器把处理完成的数据发送给控制器，
控制器发送控制信号给输出设备。

处理器架构

主要分为两类CISC和RISC

其中CISC是以intel和AMD为首的复杂指令集
RISC是以ARM、IBM为首的精简指令集

主流的计算架构

X86、ARM、Power

我们主要关注x86和ARM架构
单独拿出来比较一下

异构运算

将不同体系架构不同指令集的计算单元组合使用，最大化发挥各个处理器的性能，可以将最合适的任务交给最擅长的计算单元（计算单元包括CPU、GPU等）

GPU
图形处理器

CPU -ALU计算核心
GPU-并发能力强，对任务分割交给多个核心运算
CPU作为通用处理器，兼顾计算和控制，其处理器系统是SISD(Single Instruction Single Data）型。GPU主要擅长做类似图像处理的并行计算，其处理器系统是SIMD(Single Instruction Multiple Data)型

FPGA-可编程逻辑阵列，适用于不规则数据的并行计算
ASIC-用于计算加速，不可编程，适用于数据并行计算

达芬奇架构

总结一下异构计算
首先涉及到的计算单元
CPU：主频高，核数有限；逻辑控制&算术运算单元、大量缓存；管理和调度任务。
GPU：高并发：几千核并行；强浮点能力；高显存带宽：芯片内置HBM存储。
FPGA：主频低但集成大量计算单元；流水线并行和数据并行；硬件编程和加速，特定应用IP核。
ASIC：针对某一场景优化的专用处理单元；硬件基本不可编程；多个IP集成，高性价比和能效比。