新華社德國科隆6月15日電(新華社記者郇公弟)日前在德國科隆大學學術協會萊茵游學論壇舉行的一場講座吸引了眾多聽眾。德國弗勞恩霍夫人工智能研究所的研究員仇德元描述了計算機領域可能出現的一場“計算革命”——顯卡革命。
從第一塊32位中央處理器(CPU)到今天,計算機已陪伴了我們20多年。回顧這20多年來計算機走過的路程,無論是用于大型計算的超級計算機,還是方便靈巧的個人電腦,都從各個方面極大地推動了人類的科技進步。
CPU作為長久以來計算機系統內唯一執行通用計算的單元,在計算機發展史上至關重要,因而它也成為衡量計算機性能的主要指標。以美國英特爾公司的產品為例,CPU的主頻從“386”到“奔騰4”一路提升,計算性能也不斷增強。到2004年前后,CPU的主頻提升到了極限,從而結束了長達20年的主頻時代。前端總線頻率(FSB)、二級緩存,特別是多核心芯片技術成了CPU繼續維持計算能力增長的出路,雙核、4核處理器成為目前市場的主要發展方向之一。
然而,面對科研及相關領域越來越復雜的新情況,就連最新的CPU也不能滿足對計算能力日益增長的需求。比如股票交易跟蹤、計算機視覺計算等大型科學計算、圖像和模型處理、視頻解碼和播放軟件等運算量大的應用程序以及當今的三維電腦游戲,都對計算能力提出了更高要求。
仇德元認為,不久后很可能出現的一場“計算革命”有望解決上述難題,這種更高水平的計算有賴于通用圖形處理器(GPGPU)的發展。這是一種利用顯示處理器高性能的并行數據處理能力來進行通用計算的技術。利用GPGPU,顯卡不再是單一的圖形處理元件,而是一塊像CPU一樣具有通用計算能力的處理器,重要的是它的計算能力有可能令當今最快的CPU望塵莫及。
與GPGPU相關的技術應用成功范例在業界已為數不少。美國Techniscan公司利用圖形處理器(GPU)改良了它們的乳房造影儀器,病人以前需要隔天或等待很長時間才能拿到的檢查報告,如今在就診30分鐘內就可以獲得。加拿大的Acceleware公司用雙核3.2吉赫茲的CPU進行電磁場模擬需要15個小時,而使用GPU只需要15分鐘。用GPU解運動學方程比原來快500倍,用GPU進行諧波分析比原來快420倍。而GPGPU是用于通用目的的圖形處理器,其應用范圍包括圖形處理、財務計算、工業研發、科研教育等更多領域。
談到GPGPU的發展,就不能不提及CUDA(統一計算設備架構)。這是美國nVidia公司在2007年推出的GPGPU編程語言,它與nVidia公司的圖形處理器相結合,成為目前市場上較成功的GPGPU開發架構。
目前,商業數學軟件Matlab、圖像處理軟件PhotoShop等已采用GPGPU技術。英特爾公司發布消息說,該公司將在2010年上半年推出自己的“獨立顯卡”Larrabee。這是一款基于奔騰技術且擅長單指令數據流運算的大規模
文章來源中國酒業新聞網并行處理器,它的出現可能將使CPU和GPU之間不再有清晰界限。
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編輯:樂怡