CPU和APU开始新一轮无声的较量

华强电子网 2011-06-22 a:3:{i:0;s:3:"APU";i:1;s:3:"CPU";i:2;s:3:"cpu";}

AMD已经正式发布了旗下的Llano APU产品，业界对它寄予了很高的期望，APU是一个有别于数十年CPU的全新产品，它的推出有着很深的历史渊源，那么究竟为什么AMD要发展APU产品，APU究竟能给我们带来和CPU什么不一样的地方？今天我们就此进行下面的分析。

　　AMD发展APU有着诸多的原因

　　首先，APU中文名称加速处理器，它融合了此前的CPU核心和GPU图形核心，并且通过业界标准的OpenCL和DirectCompute接口进行异构计算，应用程序将可以适时调用APU内部的CPU和GPU单元协同计算，带来更快速、更丰富的计算体验。很明显，AMD希望通过APU来弥补CPU的缺陷，以和竞争对手直接对抗。AMD的这个意图有着很深刻的原因，其中CPU指令集一直被竞争对手所掌握是其中一个重要因素。

　　下半年AMD APU产品线对抗Intel CPU

　　惨痛教训迫使AMD重新思考

　　说到指令集对处理器的影响，就从近年两家处理器厂商的举动开始吧。

　　我们知道处理器的指令集可以认为是处理器性能的催化剂，通过它可以大大加速处理器的某些计算性能和效率。一直以来，Intel以处理器市占领导着指令集延伸技术发展，与各大软件厂商合作令软件执行效率得以提升，而AMD只能被Intel牵着走，产品在指令集支持上永远落后对手，就以45奈米Penryn支持47条全新SSE4指令集为例，AMD虽表示支持SSE4A，但实质只含有Intel SSE4数条指件，有名无实。

　　为了打破在指令集延伸技术一直落后的窘境，AMD在07年8月份，抢在Intel之前宣布推出SSE5指令集延伸技术，并计划配备在K10之后的下一代“Bulldozer”核心架构中，2009年推出实际产品。据了解，SSE5初期规划加入超过100指令，其中最值得注意的包括︰三操作数指令（3-Operand Instructions）及熔合乘法累积（Fused Multiply Accumulate）。

　　AMD此前表示，SSE5指令集的使命之一是增强高性能计算应用，并充分发挥多核心、多媒体的并行优势。SSE5将把以往只存在于高性能特殊架构里的功能引入到x86平台中，以此最大化每条指令的输出能力，并增强代码库。

　　2007年8月，AMD抢先宣布了SSE5指令集（之前从SSE到SSE4均为Intel制定），但Intel随即表示，不会支持SSE5。转而在2008年3月，Intel宣布了Sandy Bridge微架构，其中将引入全新的AVX指令集。4月份，Intel公布了AVX指令集规范，随后开始不断进行更新。

　　Intel此举很大程度影响了未来软件厂商的支持取向，AMD在业内的影响力远不及Intel，如果AMD单方面力挺SSE5，势必在未来的性能对抗中落败；迫于竞争压力，AMD不得不选择支持Intel提出的AVX（高级矢量扩展）指令集，同时采用AVX架构重新改写AMD的SSE5指令集，重定义为XOP（eXtended Operations指令扩展），CVT16（半精度浮点转换）以及FMA4（4操作数乘加）。

　　Bulldozer历经艰难终将登场

　　做出这个决定是需要付出惨重代价的，这意味着处理器架构要做大幅调整，到了08年11月，AMD的最新路线图就显示，Bulldozer已经推迟到了2011年推出。AMD在推土机处理器上，可以说重重摔了一个大跟头，这也就促使了AMD要绕过CPU，通过自身优势项目来弥补自身缺陷，很显然这个任务就落到了GPU身上。

　　APU V。S。CPU：开放挑战独断

　　另外，AMD发展APU有着很大应用需求发展背景，因为我们日常电脑使用中，会接触到越来越多的3D计算、并行数据信息，比如我们未来的网页将会向3D化发展，我们的视频信息需要进行高速并行处理，这种计算正是GPU的优势所在。这种需求也就成为APU发展的基础。

　　CPU自身结构是工作频率高，核心数少，如果进行大规模并行计算的话，显然比GPU要占下风，尽管可以通过优化处理器指令集来加速这种计算性能，但是，未来用户发展需求在不断变化，而指令集牢牢被Intel一家所占据，显然不可能根据应用发展通过完全开放的编程实现优化。

　　而目前GPU技术已经发展到DirectX11，已经有OpenCL和DirectCompute这些公开的业界接口标准，如果未来软件都支持了OpenCL和DirectCompute以后，它带来的加速效果可能要比处理器指令集来的更好，孤零零闭门造车的指令集重要性可能就不会像前几年那么高了。

　　需要提到的是：Intel这一代Sandy Bridge处理器只支持到DirectX 10.1，无法支持OpenCL和DirectCompute公认标准。

　　APU OpenCL加速应用逐步开花

　　AMD 2011年6月13日宣布，越来越多的创新软件应用程序在大规模采用OpenCL行业标准。AMD公司与领先的软件公司已经密切合作，以帮助他们优化通用平台上的应用程序，同时还采用包括AMD Fusion加速处理器（APU）在内的最新技术加速这些程序。

　　软件开发人员乐于采用通用的应用程序编程接口（APIs）。得益于OpenCL标准固有的跨平台、跨操作系统和跨硬件供应商的灵活性特点，软件行业正迎来基于OpenCL标准开发消费类和商业应用程序的风潮。