——访AMD(中国)有限公司高级顾问及政府、教育行业总监齐鸣

　　2008年9月下旬，AMD宣布将在全球范围换标，将口号从“Smarter Choice”(更明智的选择)变为“The Future Is Fusion”(未来属于融合)，同时打造“Fusion”品牌，AMD把CPU与GPU的融合处理器称为Fusion。

　　谁将取代谁？

　　多核的应用使得人们前所未有地开始关注起处理器速度的要求。2007年，国际高性能计算大会Super Computing在美国举行，大会专门开设了一个Session讨论处理器的单芯融合、异构多核、加速计算等热门话题。

　　CPU是电脑中央处理器，它是电脑的心脏，电脑中90%以上的数据信息由它来完成。而GPU则是图形处理器 (亦称“显卡”)，它决定电脑图像显示等核心问题。目前，由于CPU物理加速已经走向成熟、新出现的多核CPU尽管性能过剩，也仅扮演了在原有基础上小规模物理加速的角色；而GPU物理加速前景则极为广阔，一旦配套软件成熟，必将成为新计算主角。有鉴于此，一场CPU与GPU孰轻孰重之争从年初开始进行得异常激烈。论战的一方是Intel(英特尔)，其相关人士认为，“视觉计算是一场革命，它将颠覆持续了几十年的显卡产业。在下一代视觉计算中，显卡产业已经走到了尽头，取而代之的是可编程的显示计算通用架构芯片。视觉计算虽然不会马上替代显卡，但是在三四年之后，随着相关技术、产品的成熟上市，显卡产业将会消亡。” Intel坚持认为GPU终将被CPU所取代，CPU在电脑中的地位将益发重要，而GPU的重要性则不断“淡化”，先是集成到主板中，最终成为CPU的“一部分”。针对这种新一代可视化需求，Intel据称还专门开发了一套面向可编程的显示计算全新通用芯片架构——Larrabee架构，争论的反方是在GPU领域快速窜红的NVIDIA (英伟达)，针锋相对提出了GPU对性能提升更为重要的观点。在NVIDIA看来，Larabee恰恰从反面体现出GPU的重要性，“Intel一直坚称CPU是PC最重要的组件。但是从Larabee项目可以看出，他们实际已经承认GPU即使不比CPU更重要，至少是处于同等地位。” NVIDIA认为，和CPU相比，GPU具有更强的浮点运算能力、更大的带宽等诸多优势，连晶体管数量也是GPU略胜一筹。性能和复杂性不断提升的GPU自然不甘继续做CPU的配角，NVIDIA首席执行官兼总裁黄仁勋甚至毫不掩饰地提出：“未来GPU将越来越多地取代CPU的数据处理职能，未来GPU才是计算机的核心部件！”

　　到底谁将取代谁？双方各持己见，莫衷一是。但是，有消息云：声称显卡将不复存在的Intel，据说在招兵买马，组建独立显卡团队；而NVIDIA也不甘仅限于GPU行业，曾经传出其有意收购CPU厂商威盛的消息。可见论战的双方从内心深处说来，显得并不那么坚决地排斥对方领域。

　　而AMD在今年4月举行的创新大会上很鲜明地表达了自己的观点：CPU与GPU将走向融合之路，他们之间的关系应当是互补而非排斥的。

　　擅长与不擅长

　　AMD (中国) 有限公司高级顾问及政府、教育行业总监齐鸣认为，芯片的速度主要取决于三个方面：微架构，主频和IPC (每个时钟周期执行的指令数)。从微架构上看，CPU擅长的是针对像操作系统、系统软件和通用应用程序所拥有的复杂指令进行相关调度、循环、分支、逻辑判断以及执行等的程序任务。它的并行优势是程序执行层面的，程序逻辑的复杂度也限定了程序执行的指令并行性，上百个并行程序执行的线程基本上看不到。GPU擅长的是图形类、亦或非图形类的高度并行数值计算，GPU可以容纳上千个没有逻辑关系的数值计算线程，它的优势是无逻辑关系数据的并行计算。

　　在主频方面，GPU执行每个数值计算的速度并没有比CPU快，从目前主流CPU和GPU的主频就可以看出了，CPU的主频都超过了1GHz，2GHz，甚至3GHz，而GPU的主频最高还不到1GHz，主流的也就500~600MHz。要知道1GHz = 1000MHz。所以GPU在执行少量线程的数值计算时并不能超过CPU。目前GPU数值计算的优势主要是浮点运算，它执行浮点运算快是凭籍大量并行计算，但是这种数值运算的并行性在面对程序的逻辑执行时则派不上用场。

　　而在IPC方面，CPU和GPU无法比较，因为GPU大多数指令都是面向数值计算的，少量的控制指令也无法被操作系统和软件直接使用。如果比较数据指令的IPC，GPU显然要高过CPU，这是并行计算使然。但是，如果比较面对程序的逻辑执行指令的IPC，不言而喻，自然CPU要高得很多。

　　当然，目前有些GPU也能够支持比较复杂的控制指令，比如条件转移、分支、循环和子程序调用等，但是GPU在程序控制这方面的功能增加，与全面支持操作系统的CPU相比仍有天壤之别，而且指令执行的效率也无法与CPU相提并论。

　　综上所述，CPU擅长的主要对象是：操作系统、系统软件、应用程序、通用计算、系统控制、人工智能、物理模拟、3D建模、光线追踪渲染、虚拟化技术，等等。而GPU擅长的则在图形类矩阵运算、非图形类并行数值计算以及高端3D游戏等方面。

　　简言之：在一台均衡计算的计算机系统中，CPU和GPU还将各司其职，除了图形运算，GPU将来可能主要集中在高效率低成本的高性能并行数值计算，帮助CPU分担这种类型的计算，从而提高整个系统在此方面的性能。因此，AMD认定，CPU与GPU相辅相成，它们最终将走向和谐、融合之路。

　　Fusion——融合与和谐

　　2008年9月下旬，AMD宣布将在全球范围换标，将口号从“Smarter Choice”(更明智的选择)变为“The Future Is Fusion”(未来属于融合)，同时打造“Fusion”品牌，AMD把CPU与GPU的融合处理器称为Fusion。

　　早在两年前，AMD抢先收购并整合了全球GPU两大核心厂商之一的ATI，为AMD进行CPU与GPU的融合奠定了现实可行性及相关技术支持。齐鸣表示，CPU、芯片组和GPU等各大组件间应当是融合、并行的关系，这样才能构成一个和谐的平台，实现性能、能耗和视觉体验上的最佳效果以及完美的平衡与和谐，为此，AMD提出了和谐计算的观点。“和谐计算”的观点是两手抓，两手都要硬，即双方都要加速。

　　AMD把CPU与GPU的融合处理器称为Fusion。据AMD介绍，Fusion中的CPU和GPU将是一块硅晶片(die)上的两个独立核心，而不是完全融合在一起。CPU部分拥有自己的缓存，GPU部分同样如此。将CPU和GPU互联的是交叉开关(CrossBar)和集成的内存控制器，而各个单元之间通过HyperTransport (高速总线) 连接成一个整体。CPU和GPU都可以直接访问系统内存，不过GPU目前尚未有自己的帧缓冲。

　　AMD称：“相比目前单纯的CPU架构，Fusion架构处理器将在‘性能/每瓦特/每美元’上提供阶梯式的提升，并在日益强调3D图形、数字媒体和高性能计算的今天为用户提供实实在在的利益和最佳计算体验。”

　　据悉，在2009年左右，AMD就会推出整合GPU的CPU产品。据齐鸣介绍， AMD将会分四步走，完成两者的完美融合。第一步是让CPU和GPU之间通过高速总线连接，两者各行其事，通过总线互通信息，但是总线依然远达不到内部传输速度，如果想让两者更好地协同工作，这样的模式是有局限性的。第二步就是将上面所说的总线取消，将CPU和GPU整合到同一个芯片当中，这样在传输速度上可以说非常完美，但是两者依然是各行其事。第三步就是将两者部分融合，两者会互相借用对方的优势取长补短。而最后一步则是最为理想的两者的完全融合，当然，这最后一步的实现在短期内难度还是比较大的。

　　目前，AMD的处理器皆已配备了内存控制器，也就是说，今后其新推出的处理器将会加入GPU部分，达成图形处理的功能。譬如: 根据AMD移动电脑平台路线图，它将很快推出首款笔记本电脑平台PUMA，该平台将集CPU、GPU及安全、无线方面优势于一身。它使用AMD双核炫龙处理器及具备ATI AVIVO 高清显示芯片组780G，如需更好的显示性能还可以有更为灵活的配置。