GPU的作用

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如果事态就这么自然地发展,Fermi将不断蚕食原本属于CPU的领地—其实它本来就是CPU中的浮点运算单元,只不过变得异乎寻常的强大而已。加上NVIDIA摆脱了通用标准的制约,形成一个强大的封闭平台,这样将会与Intel的CPU中心平台和AMD的双线兼顾平台,形成角度不同的三国鼎立。

很显然,像Off ice办公软件、Web浏览器、IM即时通讯这样的商务软件不会消耗多少CPU资源,再低端的处理器都可以很好地运行这类整数运算任务。假如不是Flash帮忙,高性能CPU的用处实在是非常小了。不过,Adobe的Flash现在也在支持CUDA平台,利用GPU进行加速,微软的IE9也加入了GPU加速,倘若诸如交互动画和网络视频这些消耗CPU大的应用都依赖GPU运行,那我们还需要高性能CPU来做什么呢?

Intel如日中天的背后,潜藏着这样的危机,应用形态的改变完全可能颠覆整个产业,在短短的时间内将彻底改变产业形态。作为半导体业首屈一指的巨头,Intel显然不会坐以待毙,实际上,早在数年前提出的Many-Core“众核”计划便是针对此种未来而准备。

Many-Core采用主处理器+协处理器的设计思想,主处理器便是我们常说的CPU,协处理器则是拥有特殊功能的计算逻辑,比如高清视频加速、Java解释执行、Flash硬件加速等。每一个协处理器都执行特定的应用,而那些应用如果由CPU来完成的话就会非常低效。在Intel的最初蓝图中,Many-Core将在2010年后开始被导入,不过迄今为止Intel还没有这方面的行动,这未免让它显得落伍。如果与Fermi对比,我们发现Intel的Many-Core虽然结构完全不同,但是思想殊途同归:都是由专用部件来完成CPU所不擅长的任务,所不同的是Many-Core只是Intel过去的远景构想,不幸的是实现这个构想的却是NVIDIA的Fermi。


在新发布的Core i3处理器中,我们看到图形核心被集成于处理器芯片内,不过这种整合只不过是“积木游戏”,对性能与应用没有任何的影响力。虽然Larrabee计划的失败看起来轻描淡写,但实际上完全可能会令Intel陷入一场突如其来的重大危机。

与Intel相比,AMD在CPU方面反而没有这种压力,这完全得益于来自ATI图形部门的贡献。AMD不会有改变CPU构造的动机,它的目标比较务实,只要能够从Intel手中不断抢夺市场份额,企业能够正面增长就没问题,哪怕自身缺乏改变未来的宏图大志。毕竟对于一家被糟糕的财务压垮多年的半导体企业,我们委实不应苛求太多。

现在,Adobe Flash和其它交互网页是CPU的最后堡垒,我们有理由相信,在未来的三年内,所有Flash元素都会实现GPU加速,同时,3D游戏对CPU的依赖将继续减弱,如果没有高负载的任务来接手,高性能CPU的市场将会缩小,这对于传统CPU厂商来说是可怕的前景。

通用GPU之于消费用户的意义

高度通用性的GPU,将会令传统的PC能够做许多过去难以想象的事情,而这种变化并不仅是在专业领域,实际上在娱乐应用中,新一代GPU将必不可少。

在2008年2月,东芝曾推出一款搭载Cell芯片的笔记本电脑,该芯片拥有多个协处理器,具有很强的浮点性能,在这部笔记本电脑中,Cell的任务是优化正在播放的视频:在传统模式下,视频清晰度低,画面色彩较为黯淡,而经过Cell的处理,画面变得清晰锐利,色彩鲜活,观赏性大大提升了。其次,对一些手持拍摄的视频,由于摄像机不稳造成画面严重抖动,经过Cell处理后所得到的视频可以变得非常稳定—假如拿普通的CPU来干这件事,这类转化过程需要数十小时之久,而Cell芯片仅需要2~3小时的时间。

未来的通用GPU同样将具有这样的功能,这种视频优化和转化处理,都需要极高的浮点运算能力,即便是目前最强的12核处理器都难以胜任;而只要有软件支持,类似Fermi这样的通用GPU就可以轻松实现这一点。鉴于这种功能实用意义巨大,我们认为视频播放器的开发者在今后会积极导入这项技术。

3D电视是目前电视机业界的热点,鉴于3D视觉模式的巨大吸引力,我们认为3D电视机在未来5年内将淘汰传统的2D电视成为主流形态。不过,电视台和电视剧的拍摄可来不及作出这么激进的转变,至少要到5年之后,3D频道才会陆续开播,而2D信号在漫长的时间内都还是主流。为了将2D信号转变为3D信号,电视机厂商就必须额外设计视频转换芯片,而高清视频流所需的超大计算量远非一般的处理器所能实现—显然,这个新兴市场也有望成为Fermi的新增长点,而且Fermi的可编程性质让它可以为所有的电视机厂商提供不同的解决方案,只要NVIDIA在未来能够拿出低功耗和成本更低的产品,并且推广得当,完全可以在这个新兴市场中获益。

如果回到3D游戏的老本行,Fermi所代表的高度通用平台也更具吸引力—强劲的物理性能与光线追踪性能是Fermi的杀手锏,前者基于PhysX团队的成果,是一种真正硬件级的物理计算方案,游戏开发者完全可以按照自己的意图来构建场面宏大的游戏场面,比如剧烈爆炸、雨雪和雪崩这些涉及到大量运动物体的自然场景都可以在虚拟世界中出现。而光线追踪的首度引入,则意味着3D游戏能够实现超一流的现实光影效果。与此相比,AMD所忠实代表的DirectX 11平台会显得黯淡无光,只要游戏开发者不想落伍,自然会在游戏中额外再加入PhysX物理支持和Fermi的光线追踪技术,鉴于这两项都是专有技术,竞争对手根本无法获得,只要拥有足够多游戏的支持,PC用户们会很自然地向NVIDIA倾斜,这也是NVIDIA在设计Fermi时的另一个初衷。


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