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CPU与GPU:谁将主导下一次计算革命?(下)
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http://www.chinairn.com 发稿日期:2008-5-15
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- 中研网讯:
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记者:人们往往将PC产业的成就归结于开放的标准和大规模制造带来的经济效益,这的确是通用计算平台的属性;但却往往忽视了通用计算平台的另一个属性,即它同时也是一个开放的开发平台,从而鼓励ISV在其上快捷地开发应用,而众多的应用则促进了PC平台的繁荣。NVIDIA前不久推出的CUDA,也正是GPU从专用平台走向通用平台的一个里程碑事件,请问GPU的下一个里程碑是什么?
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记者:您还有什么要总结的吗?
Kirk:我个人认为,GPU正逐渐将并行计算推向主流,并行计算与异构处理器系统的“联姻”将是大势所趋。而主导这场变革的就是GPU。
(以下回答为邮件回复内容)
GPU没有CPU的烦心事
记者:无论是并行计算还是虚拟化,对于在PC平台上的ISV都是新鲜事,这也意味着巨大的挑战。对于GPU而言,并行性是与生俱来的属性,但未来如果GPU唱主角的话,是否也要面对虚拟化的挑战?
Kirk:有趣的是,CPU目前所面临的主要挑战就是多核、虚拟化和大规模并行计算,而这些问题都是GPU早已提出并解决了的。作为操作系统的一部分,GPU在用于各种图形应用时,必须在各种应用需求之间被“分割”成许多时间片,因此,GPU已经成为一种虚拟资源。
记者:我个人认为,AMD的协作平台Torrenza在技术上看来比较合理:依靠开放的总线,Torrenza目前容许GPU和FPGA(现场可编程门阵列)挂在CPU总线上,第二步将把GPU和FPGA封装在一起,最终将集成在一个硅片上。这样,GPU大大提升了CPU的浮点性能,而FPGA的实时系统重构的特性则可以针对要执行的计算任务,把通用的CPU实时优化成“专用”CPU。你认为,这种CPU+GPU+FPGA——当然,你可能会改为GPU+CPU+FPGA这样的顺序——在工艺实现上和软件开发上会有哪些挑战?
Kirk:我认为开放式总线是一种非常好的方式,它让创新者能够互相竞争从而为该平台作更大贡献。这样做是否会导致集成——也就是将CPU+GPU+FPGA集成到一块芯片上,我真的不太清楚,但至少我认为不会。我认为集成是一种战略,并且应该是为某一特定目的而采用的,这些目的通常是降低成本或普及产品。我并没有看到这类集成真的是为了打造更好的系统。但我认为,这是判断开放式总线的最好方法,这样其他供应商就可以为主处理器构建协处理器芯片了。
“视觉就是计算机”
记者:人们经常从CPU厂商那里获得对计算未来的展望,最著名的要算是Sun的“网络就是计算机”;但人们却难得听到GPU厂商对计算未来的见解。
即使是NVIDIACEO黄仁勋多年前提出的“视觉就是计算机”,知道的人也不多。请告诉我们“视觉就是计算机”的内涵。
Kirk:我认为视觉计算对计算来说是至关重要的。视觉是信息输入我们大脑的最快途径。与计算机的每次交互都应该是可视的,这种可视性应该是详细、复杂、丰富多彩并且是完全三维立体的形式!因此视觉计算已经开始并且正在影响着我们的工作、娱乐以及与计算机有关的生活。视觉计算是一个过程。
记者:视觉计算将在多大程度上改变现有的产业格局?
Kirk:视觉计算对于消费者和专业人士来说比一般用途计算更为重要。视觉计算意味着要在视觉上呈现更多的信息,在视觉上实现全新的应用。更佳的视觉计算用户体验是与众不同和更加美妙的。而更高CPU性能的视觉体验很难量化,而且这一点重不重要也不太清楚。实际上,谁需要以多快的速度运行字处理软件?
记者:x86处理器成就了微软,视觉计算会不会成全另一个微软?
Kirk:我希望视觉计算能为包括微软在内的许多软件公司创造机会。GPU的性能提升为软件开发人员提供了增加应用程序互动性和丰富度的工具箱。在科学和工程设计应用以及娱乐领域中,这一点最为明显。其中娱乐领域已经具备了丰富的视觉效果。
半导体技术主管很神奇
记者:我遇到的半导体领域的技术带头人都很神奇:曾任英特尔CTO的基辛格,进入英特尔时还没上过大学;曾任AMDCTO的FredWeber只拿到了物理学学士学位。而你本科和研究生读的都是机械工程专业,最终却大跨度地拿到了计算机科学的博士学位,现在又做了半导体厂商的首席科学家。
Kirk:实际上,我现在离出发点并不遥远,只是绕了一个圈子。大学时,我学过并行编程。那时候觉得很难也很复杂,因为我们当时使用的计算机大多数不是并行系统,并行编程好像是一种神秘的技术。后来我开始对设计和创造产生兴趣,因此选择了机械工程。机械工程中我最感兴趣的是设计以及设计工具,例如CAD,而CAD最重要的就是计算机图形学。因此,我实际上从未担任过机械工程师,我直接进入了计算机图形软件行业。当我回到学校,读计算机科学学位时,我重点集中在数学、图形学和超大规模集成电路设计上。之后,我进入了图形芯片制造业。
记者:作为半导体领域的CTO,你日常要做哪些工作,对哪些方面比较感兴趣?
Kirk:我会花很多时间来考虑如何不断提高GPU性能。我还会花很多时间来考虑在可视计算和科学计算上的多GPU大规模并行应用。GPU具有将许多应用程序速度提升100倍的潜力,这将不仅改变科学和工程研究,而且也有可能改变消费和商业应用。最后,我还花了大量时间来教授如何利用CUDA进行并行编程。CUDA是一种编程环境,让编程人员能够为CPU和GPU写出并行计算的程序。我坚信CUDA将会带来计算技术的革命。影响这种快速变革的最佳的方法就是改变编程的教学方法,使更多的年轻学生了解这种新技术。
GPU与CPU浮点性能比较
DavidKirk,1997年出任NVIDIA首席科学家,领导了NVIDIA图形技术开发,使其成为当今最流行的大众娱乐平台。
他曾在视频游戏厂商CrystalDynamics任首席科学家;在此之前,他在HP阿波罗工作站部门任工程师。
2002年,SIGGRAPH将计算机图形学成就奖颁给Kirk,以表彰他将高性能计算机图形系统带给大众。2006年,因将高性能图形学带入个人电脑所做的贡献,Kirk当选为美国工程院院士,这是美国工程领域最高专业成就荣誉。Kirk在图形学技术领域拥有50多项专利。
Kirk在麻省理工学院获得机械工程学士和硕士学位,并在加州理工学院获得计算机科学硕士和博士学位。
既然我们实施了在北桥芯片中集成图形功能的策略,又为何不集成CPU呢?这么小的东西集成起来会更方便。
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