從CPU架構(gòu)和技術(shù)的演變看GPU未來發(fā)展

    從以往的多處理器系統(tǒng)到現(xiàn)在的雙核、四核、六核，CPU只能依靠增加核心數(shù)量來提升性能。而GPU從一開始就是作為并行渲染的管線式架構(gòu)，GPU性能的強弱主要就是看誰的管線、流處理器數(shù)量更多。

    不過雙顯卡甚至多顯卡也成為提升電腦游戲性能的一種途徑，通過SLI和CrossFire技術(shù)能夠輕松讓3D性能倍增，于是雙核心的顯卡成為NVIDIA和AMD雙方角逐3D性能王者寶座的殺手锏，近年來的旗艦級顯卡幾乎都是雙核心設(shè)計的。

    但與CPU單芯片整合多核心的設(shè)計不同，顯卡一般是單卡多GPU設(shè)計，很少有單一GPU多核心設(shè)計，因為GPU性能提升的瓶頸主要在于制造工藝，只要工藝跟得上，那么他們就有能力在GPU內(nèi)部植入盡可能多的流處理器。

★ 雙核心設(shè)計的Cypress核心：

    不管GPU架構(gòu)改不改，流處理器數(shù)量總是要擴充的，準確的說是以級數(shù)規(guī)模增長，這樣才能大幅提升理論性能。在流處理器數(shù)量急劇膨脹之后，如何管理好如此龐大的規(guī)模、并與其它模塊協(xié)調(diào)工作成為新的難題。

RV870的雙核心模塊設(shè)計

    ATI RV870包括流處理器在內(nèi)的所有核心規(guī)格都比RV770翻了一倍，ATI選擇了“雙核心”設(shè)計，幾乎是并排放置兩顆RV770核心，另外在裝配引擎內(nèi)部設(shè)計有兩個Rasterizer（光柵器）和Hierarchial-Z（多級Z緩沖模塊），以滿足雙倍核心規(guī)格的胃口。

★ 四核心設(shè)計的GF100核心：

GF100可以看作是四核心設(shè)計

    如果說Cypress是雙核心設(shè)計的話，那么GF100的流處理器部分就是“四核心”設(shè)計，因為GF100擁有四個GPC（圖形處理器集群）模塊，每個GPC內(nèi)部包含一個獨立的Raster Engine（光柵化引擎），而在以往都是整顆GPU共享一個Raster Engine。

    我們知道RV870的Rasterizer和Hierarchial-Z雙份的，而GF100則是四份的，雖然命名有所不同但功能是相同的。

GF100的每個GPC都可以看作是一個自給自足的GPU

    GF100的四個GPC是完全相同的，每個GPC內(nèi)部囊括了所有主要的圖形處理單元。它代表了頂點、幾何、光柵、紋理以及像素處理資源的均衡集合。除了ROP功能以外，GPC可以被看作是一個自給自足的GPU，所以說GF100就是一顆四核心的GPU。

★ 為什么GPU也會設(shè)計成多核心？

    GPU本身就是一顆并行處理器，每一個流處理器都是一個獨立的運算單元，ATI和NVIDIA雙方第一次將GPU設(shè)計成為多核心方案，并不是為了提升其運算能力和流處理器資源，而是為了更好的管理和控制龐大規(guī)模的流處理器，更充分的利用它們的處理能力，以便在不同的應(yīng)用環(huán)境下發(fā)揮出最強效能。

    雖說流處理器數(shù)量決定著GPU的浮點運算能力，但GPU除了單純的數(shù)學(xué)運算外，還要處理諸多不同類型的任務(wù)，將龐大的流處理器劃分為多個獨立的區(qū)塊，每個區(qū)塊都設(shè)計專用的控制引擎和特殊功能模塊，這將會有效的平衡各個功能模塊的資源利用率。