比CPU还快GPU

大学计算机基础课程组专用资料 编辑 整理 BY 姜永玲 比 CPU 还快 显示卡将步入 6核时代 PCSHOW.net 2007-10-29 双核 CPU 已经上市多年，回想第一款双核 CPU 诞生还是在 2005 年的时候，当时 Intel 将两颗 Pentium4 处理器进行再封装，成为了首颗双核处理器，一转眼已经 2 年半过去了， 双核 CPU 成为了主流、四核 CPU 渐渐地进入家庭，而八核 CPU 我们也见到了身影，那么回 想当初 CPU 为什么会向多核心方向发展呢？ CPU 为何朝向多核化发展？ 从 CPU 诞生到双核 CPU 诞生经历了几十年的艰苦历程，在这几十年当中 CPU 厂商们想 的就是如何提高 CPU 性能，从 Intel 在 1971 年发布的 4004 CPU 的 108KHz 到 2005 年 Pentium4 CPU 的 3.8GHz，所有的设计师们都围绕着 CPU 主频进行研究和优化，在同一个 时钟当中所能够处理的指令数量成为这几十年当中所追求的终极目标。 Intel 4004 CPU 大学计算机基础课程组专用资料 编辑 整理 BY 姜永玲 好像人跑步一般，CPU 的时钟频率不可能永远无止境的越来越快，频率快速提升功耗、 温度以更快的速度提升，对于普通家庭用户来说这显然已经有些不合时宜，CPU 厂商面临 有史以来最大的困境。 如何能够在提升整体性能的同时使频率不会超过我们所能接受的功耗和问题的范畴 呢？双核心处理器诞生了，两颗核心分担原来一颗 CPU 的工作量，那么单颗核心的频率就 无需太高，功耗和性能终于可以兼顾了。 赛扬也双核 CPU进入全民双核时代 可能很多朋友说我还在使用 Intel 赛扬处理器或 AMD 闪龙处理器等单核心处理器，而 这部分人群占据了很大部分消费群体，这样双核能够算是真正普及了吗？ 赛扬也双核 CPU 进入全民双核时代 近日我们得到消息 Intel 将会在明年第一季度发布双核赛扬 E1000 系列，它采用 65nm 制造工艺、前端总线为 800MHz、二级缓存为 512KB，届时赛扬处理器也将进入双核时代， 全民双核时代到来。 比 CPU 还快 显示卡将步入 6核时代 大学计算机基础课程组专用资料 编辑 整理 BY 姜永玲 PCSHOW.net 2007-10-29 反观 GPU发展历史 与 CPU 对比，GPU 就像是一个小弟弟，出生的时间要晚上很多，很多设计思路方面均 借鉴了 CPU 的成熟设计理念。 NVIDIA 首款 GPU——NV1 以目前 GPU 老大哥 NVIDIA 为例，1993 年，在美国 Santa Clara NVIDIA 公司建立，其 第一款 GPU 产品是两年后 1995 年研发而成，距今仅有 12 年时间。 大学计算机基础课程组专用资料 编辑 整理 BY 姜永玲 NVIDIA GPU 发展历程 当时 NV1 这款 GPU 集成了 0.2M 个晶体管，2 年以后 NV3 诞生，这个数字被迅速修改 为 3.5M 个晶体管，而这个数字不断被刷新直到 G80 诞生，其晶体管数量达到了 681M 个晶 体管，是 NV1 集成晶体管数量的 3400 倍。 是 Intel 酷睿 2 处理器的 2.34 倍 GPU发展势头迅猛 Intel 酷睿 2 处理器是当前的主流处理器之一，目前 Core 2 Duo 双核心产品内部集成了 291M 个晶体管，G80 内部集成的晶体管数达到了 Core 2 Duo 双核心处理器的 2.34 倍。（由 于两款产品在制造工艺和方面不具可比性我们在此不作过多介绍） 仅从集成晶体管数量上来看，GPU 似乎已经遥遥领先于 CPU，并且用一颗核心的晶体 管数达到了双核 CPU 的 2.34 倍，可以算是一个完全的超越，但是我们回首 CPU 发展多核 的理念上来看，GPU 是否也面临着同样的窘境呢。 GPU 发展遇瓶颈 未来发展向何方？ Geforce 8800 GTX 和 Geforce 8800 Ultra 散热器 大学计算机基础课程组专用资料 编辑 整理 BY 姜永玲 可能很多朋友说G80核心不是依然通过风冷散热吗？没有看到谁使用太多BT的散热方 式。是的，目前 G8X 中最顶级的显卡 8800Ultra 依然采用风冷散热的方式，但是庞大而沉 重的散热片还有巨大的风扇和风道均已经优化到了极致，我们很难想象这样的散热器如何再 次提升散热效果给显卡降温。 比 CPU 还快 显示卡将步入 6核时代 PCSHOW.net 2007-10-29 单卡双芯早就有 GPU 双核时代并不远 GeForce 7950GX2 说到双核显卡其实并不是什么新鲜东西，NVIDIA早在GeForce7时代就推出了7950GX2 产品，当然这和我们要求的单卡双芯还是有很大区别的，但是它标志着单卡双芯时代的萌芽 期。 NVIDIA 7950GX2 Radeon 9800Pro 大学计算机基础课程组专用资料 编辑 整理 BY 姜永玲 AMD 旗下的 ATI曾经在单卡双芯方面有着杰出的贡献，曾经推出了多款经典产品。早 在 Radeon 9800 时代 ATI核心合作伙伴蓝宝就推出过单卡双芯产品，接下来的 Radeon X1950Pro 和最新的 Radeon HD2600XT 等都有单卡双芯产品推出。 蓝宝单卡双芯 Radeon 9800Pro 蓝宝在 2003 年研发出第一款采用 Radeon9800Pro 芯片单卡双芯产品——Atlantis Radeon9800 Pro MAXX，但它并没有出现在市场上。当时并无成熟的 SLI、CF 多芯片并行 技术这款单卡双芯产品创造了一个奇迹。 Radeon X1950Pro 转眼间，2007 年 4 月蓝宝再次推出了第二款单卡双芯产品——X1950 PRO DUAL，蓝宝 X1950 PRO DUAL 是以 Radeon X1950 PRO 芯片内置的引擎，使用 ATI交叉火力（Crossfire） 技术为基础构成的特殊单卡。 大学计算机基础课程组专用资料 编辑 整理 BY 姜永玲 蓝宝单卡双芯 Radeon X1950Pro Radeon HD2600XT 2007 年 6 月 AMD 发布了 DirectX10 系列显卡——Radeon HD2000 系列，和 X1950Pro 研发几年才推出单卡双芯不同的是蓝宝仅用了 4 个月就推出了单卡双芯的 Radeon HD2600XT 显卡。 大学计算机基础课程组专用资料 编辑 整理 BY 姜永玲 蓝宝 Radeon HD2600XT 单卡双芯产品大多建立在 SLI或交火技术基础之上，随着交火技术不断成熟，蓝宝仅用 了 4 个月就推出了单卡双芯版的 Radeon HD2600XT 显卡，通过我们简单测试发现这款显卡 的性能已经可以达到同频 2600XT 显卡的 198%左右，接近成倍的性能提升。更短的时间和 更强的性能表现可见目前实现单卡双芯的技术已经十分成熟，为日后单卡双芯产品奠定了基 础。 新显卡确定将会推出双核心 大学计算机基础课程组专用资料 编辑 整理 BY 姜永玲 据目前我们得到的消息来看，AMD 即将下月发布的 RV670 核心将会有双核心产品推出， 这与之前的单卡双芯不同，不仅仅是将两颗核心集成到一块 PCB 上，而是将两颗 GPU 封装 到一个 die 中，类似于 Intel PentiumD 的封装方式。 比 CPU 还快 显示卡将步入 6核时代 PCSHOW.net 2007-10-29 朝向 6 核迈进 3 卡 SLI 平台曝光 近期台湾省沧者极限网站公布了 3 卡 SLI 的平台及测试成绩，下面我们先来看一下这个 平台是如何搭建的，它需要哪些连接器。 3 卡 SLI 的桥接器（硬桥） 3 卡 SLI 的桥接器（软桥） 大学计算机基础课程组专用资料 编辑 整理 BY 姜永玲 3 卡 SLI测试平台曝光 也许你没注意 GPU 多核发展之路就在眼前 RV670 将在下个月正式发布，3 卡 SLI平台也将在下个月正式发布，虽然这两个技术并 没有联系，但是我们可以想象到双核心的 G92 和 3 卡交火平台的推出，那么届时采用 3 块 双核 RV670 的交火平台和采用 3 块双核 G92 的 SLI 平台都将成为现实。 大学计算机基础课程组专用资料 编辑 整理 BY 姜永玲 3 卡 SLI 6 核 GPU 平台即将到来 从目前来看 GPU 未来发展遇到了和 CPU 相同的瓶颈——功耗问题，可能很多朋友问提 升制造工艺的话不是可以解决功耗问题吗，65nm 的 Core 2 Duo 处理器就是一个很好的例 子。 大学计算机基础课程组专用资料 编辑 整理 BY 姜永玲 但是和 CPU 不同，G80 目前已经集成了多达 681M 的晶体管，而 Core 2 Duo 双核心仅 有 291M 个晶体管，提升制造工艺后如此多的晶体管很难保证良品率，也就是说很难提供足 够多性能完好的产品。这个无论是对于厂商和用户来说都是无法接受的。 从上面的中我们可以看到目前 GPU 已经到了一个紧要关头，在最恰当的时机切换 到多核发展是当前 NVIDIA 和 AMD 需要面临的严峻决策。