计算处理资源简介

本文详细介绍了计算处理资源的多种类型,包括CPU(中央处理器)、GPU(图形处理器)、APU(加速处理器)以及DSP(数字信号处理器)和ASIC(专用集成电路)。APU是AMD提出的概念,它将CPU和GPU融合,实现异构计算。此外,文章还探讨了异构系统架构(HSA)的重要性,旨在提升CPU和GPU的协同工作能力,降低调用开销,提高计算效率。最后,文章简述了DSP的用途和ASIC的特点,以及多处理器架构的不同形式,如超线程技术和多核、多处理器系统。

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计算处理资源

  1. CPU GPU APU DSP ASIC

    . 常见的计算单元有很多,例如CPU(中央处理器)、GPU(图形处理器)、协处理器、DSP(信号处理器)、ASIC(专用集成电路)、FPGA(现场可编程门阵列)。

    . CPU : Central Processing Unit,就是我们传统意义上的中央处理器,CPU主要应对的是逻辑密集运算。它是电脑的中央处理器,是一台计算机的运算核心和控制核心。

    . GPU : Graphic Processing Unit,称为“图形处理器”,主要用于复杂数学运算,它是显卡内部的核心芯片,所以我们可以直接理解它为显卡。现在AMD和intel的处理器中很多都集成了显卡芯片,所以这些处理器就可以看做是CPU+GPU的组合。

    . APU : Accelerated Processing Units 称为“加速处理器”通俗的讲,它是把CPU和GPU通过一定的技术,高度融合在一起,协同计算、彼此加速。AMD正是通过这样的技术,把CPU和GPU融合在一起,因此我们把这样的处理器称之为APU(而目前,intel的CPU中只是简单加入了显示芯片的模块,所以严格意义上不能称其为APU)。是AMD融聚理念的产品,它第一次将处理器和独显核心做在一个晶片上,协同计算、彼此加速,同时具有高性能处理器和最新支持DX11独立显卡的处理性能,大幅提升电脑运行效率,实现了CPU与GPU真正的融合。APU是处理器未来发展的趋势。

    . DSP : digital signal processor, 数字信号处理器,是一个实时处理信号的微处理器,它是语音编码器和调制解调器的核心部件。

    . ASIC : Application Specific Integrated Circuits,专用集成电路,是指应特定用户要求或特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。ASIC的特点是面向特定用户的需求,ASIC在批量生产时与通用集成电路相比具有体积更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。

  2. 异构系统架构 (HSA)

    . 今天数量越来越多的主流应用要求兼具高性能和低功耗的素质,并行计算是达成目标的唯一途径。但是,当前的CPU和GPU是分立设计的处理器,不能高效率地协同工作,编写同时运行于CPU和GPU的程序也是相当麻烦。由于CPU和GPU拥有独立的地址空间,应用程序不得不明确地控制数据在CPU和GPU之间的流动, CPU代码通过系统调用向GPU发送任务,此类系统调用一般由GPU驱动程序管理,而驱动程序本身又受到其他调度程序管理。这么多的环节造成了很大的调用开销,以至于,只有在任务所需处理的数据规模足够大,任务的并行计算量足够大时,这样的调用开销才是划算的,因此很容易遇到计算瓶颈。

    . 异构系统架构(HeterogeneousSystemArchitecture,简称HSA)的提出就是为了应对如今日益复杂的计算要求,把同一个平台上分立的处理单元紧密整合成为不断演进单颗处理器(SOC)。该架构的特点之一是能够使APU中的CPU

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