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为何 CPU 浮点运算能力比 GPU 差,为何不提高 CPU 浮点运算能力

  • 来源:未知 原创
  • 时间:2018-05-07
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           首先,「速度区别主要是来自于架构上的区别」是一个表面化的解释。对,架构是不同。但是这种不同是目前各个厂家选择的现状,还是由于本质的原因决定的?CPU 能不能增加核?GPU 那张图为什么不需要 cache?首先,CPU 能不能像 GPU 那样去掉 cache?不行。GPU 能去掉 cache 关键在于两个因素:数据的特殊性(高度对齐,pipeline 处理,不符合局部化假设,很少回写数据)、高速度的总线。对于后一个问题,CPU 受制于落后的数据总线标准,理论上这是可以改观的。对于前一个问题,从理论上就很难解决。因为 CPU 要提供通用性,就不能限制处理数据的种类。这也是 GPGPU 永远无法取代 CPU 的原因。




         其次,CPU 能不能增加很多核?不行。首先 cache 占掉了面积。其次,CPU 为了维护 cache 的一致性,要增加每个核的复杂度。还有,为了更好的利用 cache 和处理非对齐以及需要大量回写的数据,CPU 需要复杂的优化(分支预测、out-of-order 执行、以及部分模拟 GPU 的 vectorization 指令和长流水线)。所以一个 CPU 核的复杂度要比 GPU 高的多,进而成本就更高(并不是说蚀刻的成本高,而是复杂度降低了成片率,所以最终成本会高)。所以 CPU 不能像 GPU 那样增加核。至于控制能力,GPU 的现状是差于 CPU,但是并不是本质问题。而像递归这样的控制,并不适合高度对齐和 pipeline 处理的数据,本质上还是数据问题。缺芯少屏一直是我们国内IT的重病,但是这种局面有望在2018年彻底改变,继京东方OLED屏幕量产、紫光国芯内存推出市场后,近日,龙芯公司宣布开售一款名为2K龙芯派的高端SoC入门平台,售价1299元,配备了龙芯双核处理器,号称性能比肩Cortex-A53处理器。




             CPU、内存、屏幕都实现了国产化!假以时日,必将赶超美韩。龙芯开售的2K龙芯派实际上是一个开发平台,类似树莓派那种,下面的图片看着挺大,不过从龙芯的描述来看,平台大小跟手掌差不多,还是很小巧的。有了这个2K龙芯派,用户可以DIY很多有意思的东西,配上系统、鼠标,那就可以变成一个开发主机,加上显示屏、传感器等就可以变成物联网平台,刷了Openwrt可以变成科学上网路由器(龙芯这宣传也没sei了,这么大胆啊),总之跟树莓派差不多,喜欢折腾的玩家会有无限可能。2K龙芯派的核心是龙芯2K1000处理器,有些玩家可能知道龙芯是MIPS指令集体系的,这款芯片内部是双核GS264架构核心,10级流水线,双发射乱序执行结构,频率1GHz,龙芯官方宣称其性能可比肩Cortex-A53,也就是现在很多手机处理器中在使用的64位低功耗核心,不过考虑到频率的关系,2K龙芯派的CPU性能估计是干不过很多手机处理器的,哪怕是低端手机处理器,后者很多都是4核到8核Cortex-A53架构、频率1.5-2GHz了。




            系统方面,2K龙芯派不仅支持Fedora系统(Linux发行版之一),还支持跨平台系统SylixOS,基于PPC、ARM、X86架构的应用可以无缝迁移到2K龙芯派平台上。2K龙芯派的其他规格如上图所示,支持千兆网络、2个USB 2.0、802.11n 2.4GHz无线,板载2GB DDR3内存等等。详细规格在这里,可以看到整套平台的最大功耗只有5W,控制的还不错。价格方面,2K龙芯派预购尝鲜价为1299元,这个价格跟树莓派相比要贵多了,不过两者的配置、定位本来也不同,也不是普通消费者玩的,主要面向开发者,尝鲜的话可以试试。C+路由器(Cplusnet Router)是一款海外华人专属路由器,可以解锁所有电视盒子,突破地区限制,无限制流畅观看国内电影电视。


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