到底是谁造出"CPU加速"这种不伦不类的说法的？

boris_lee · 发表于 2009-10-2 18:17

某个程序正常在标准CPU等一套基准硬件上运行
区别于CPU的通用，使用专用硬件（包括CPU的SIMD指令集模块等）可以比用标准CPU快，所以才称为加速;

从当年的MPEG1/2硬解、视频非线性编辑、GDI/DirectDraw/OpenGL加速到今天科学计算、信号处理中使用的各种加速卡，不都是这样？
CPU加速？加的什么速？turbo键吗？

转一段WIKI：

硬件加速

硬件加速是只在计算机中通过把计算量非常大的工作分配给专门的硬件来处理来减轻中央处理器的工作量的技术。尤其是在图像处理中这个技术非常经常被使用。

* 1 技术
* 2 图像卡
* 3 其它应用
* 4 参考资料

中央处理器的结构使得它能够在短时间内完成各种各样不同的指令。它能够处理什么指令主要由软件限制。但是由于中央处理器的结构有些重复任务无法非常有效和迅速地被处理。由于软件的原因处理器优化的可能性有限。

通过使用专门为这样的重复任务设计的特殊硬件元件（芯片或者处理器）可以解决这个问题。这些特殊硬件元件不必像中央处理器那样灵活，因此它们的硬件设计就已经顾及了优化处理这些特殊问题的需要，这样一来中央处理器有时间去处理其它任务。

In computing, hardware acceleration is the use of hardware to perform some function faster than is possible in software running on the general purpose CPU. Examples of hardware acceleration include blitting acceleration functionality in graphics processing units (GPUs) and instructions for complex operations in CPUs.
Normally, processors are sequential, and instructions are executedone by one. Various techniques are used to improve performance;hardware acceleration is one of them. The main difference betweenhardware and software is concurrency, allowing hardware to be muchfaster than software. Hardware accelerators are designed forcomputationally intensive software code. Depending upon granularity,hardware acceleration can vary from a small functional unit to a largefunctional block like motion estimation in MPEG2.
The hardware that performs the acceleration, when in a separate unit from the CPU, is referred to as a hardware accelerator, or often more specifically as graphics accelerator or floating-point accelerator, etc. Those terms, however, are older and have been replaced with less descriptive terms like video card or graphics card.

大草原赶羚羊 · 发表于 2009-10-2 18:21

顶技术帖...........

itany · 发表于 2009-10-2 19:43

多核心CPU相对于单核心还有个加速比呢，不知道楼主怎么解释这个问题
为什么不能因为软件多线程化之后相对单线程的性能提升叫做“加速”呢？！

boris_lee · 发表于 2009-10-2 19:47

多核心CPU相对于单核心还有个加速比呢，不知道楼主怎么解释这个问题
为什么不能因为软件多线程化之后相对单线程的性能提升叫做“加速”呢？！
itany 发表于 2009-10-2 19:43

CPU又不是专用硬件......

joker3344 · 发表于 2009-10-2 20:41

现在还有这种说法吗？好像以前有些不入流的软件这么叫的，或者一些主板号称加速…其实就是超频选项。

chysu · 发表于 2009-10-2 21:17

本帖最后由 chysu 于 2009-10-2 22:09 编辑

本意是这样的，
举例说明
最初的CPU　只能进行基本的加减法运算（其实电脑的雏形好像也的确叫加法机）
这时候如果要计算乘法，则需要通过多次加法完成．比如7*8 就是7+7+7+7+7+7+7+7．
也就是说因为不支持乘法，所以你程序中7*8被编译器翻译成CPU可以执行的8个加法，
如果一个加法在一个指令周期内完成，则需要经历７个周期才能算完7*8,
效率显然很低

随着芯片技术发展，可以通过在CPU的电路设计中　加入对乘法的支持，比如集成入乘法口诀表（这个意思），则7*8就可以在一个指令周期直接算出来．效率大大提高．

真实的在CPU发展历史上所经历的如：集成专门的浮点运算器＼MMX指令等其实都算是这种加速的概念．

注意，文中所说CPU加速　指的是通过在CPU中集成入更多的晶体管　支持更复杂指令，而替代原来必须通过软件算法转化为简单指令的方式．硬件　指的是晶体管．
－－想一想　现在的CPU中集成了多少亿个晶体管　就知道通过这个硬件加速思路在CPU中加入了多少新指令新功能（相对原来的加减法）

哪些方式可以提高CPU的效率，但是不属于这种CPU加速呢？
１，提高主频．使指令周期变短．turbo键属于这个
２，多核．对于可并行处理的指令序列　可以由多个CPU核心并行进行．
３，CPU集成多级缓存　解决内存访问速度太慢问题，使得CPU在获取数据以及程序指令不用等太久

明白了吗？

chysu · 发表于 2009-10-2 21:29

本帖最后由 chysu 于 2009-10-2 21:36 编辑

再想一想，
　　　现在的CPU中集成了以亿计的晶体管，就知道人类有多伟大了，不过这些事多数都是老外干的,基本没中国人啥事（别提算盘）．　
　　　我们中国人所做的多数是把他组装到电脑里，然后宣称我们的IT产业有多NB.　或者被你们高价买过来，然后比比谁买的CPU跑SuperPI更快，或

者玩游戏更爽

　　　如果你还是个中学生，恭喜你　还有机会加入，并促进到这个演进当中．　
　　　如果你已经高中大学毕业，　遗憾，你这辈子也只能进行类似上述这些跑Pi活动了．或者有时候突然灵光一现，想起发个帖子问问　啥叫不伦不类的硬件加速．

话粗理不粗　各位海涵

另　上述英文写得很清楚，不过被你翻译成中文后　反到难以理解了．

lemonninja · 发表于 2009-10-2 21:50

其实说实话我一直不知道486上的哪个turbo键是怎么工作的

chysu · 发表于 2009-10-2 22:02

本帖最后由 chysu 于 2009-10-2 22:26 编辑

其实说实话我一直不知道486上的哪个turbo键是怎么工作的
lemonninja 发表于 2009-10-2 21:50

这个turbo键相当于现在很多人知道的＂变速齿轮＂软件．

以前的电脑主频比较慢，所以很多程序在设计时是基于这种慢吞吞的速度设计的，但是一旦CＰＵ主频提高到一定程度,则有可能会出错．

比如，原来在386电脑上设计的一段程序是发送了一个针对打印机的指令，然后自己内部作一个循环，差不多5秒钟了在向打印机发送下一条指令．但是因为386到486主频发生了翻天的提高，但是打印机却没有对应的提升，则原来等了５秒现在在486上变成了等２秒了．则可能会出错．（以前的386/486机器中　因为内存等限制　很多算法都是这么设计）

turbo键的作用就是　当你在486上执行386上设计的程序时，可以关闭turbo，使得主频变低．原先的386程序也就可以顺利执行了．
turbo直接改变CPU执行指令的频率．
（我对硬件不在行，对于到底是直接改变振晶输出频率，还是其他方式不确认．但最终是体现在CPU主频上）

现在其实也有turbo键，不过这个turbo键是由操作系统根据系统负荷自动控制的．目的也变成了降低功耗，降低发热．
比如现在CPU在节电模式下的自动倍频．

chysu · 发表于 2009-10-2 22:22

再补充，每一次DX的升级都对显卡提出了更高的要求．
但这些要求无非是增加一些高级指令，使得原来必须由DX中多条指令的执行才能完成的功能　由新增的一条指令完成－－－GPU中必须增加更多的晶体管实现这些新指令

从这个角度，显卡的DX升级其实多数属于这个所谓CPU加速范畴．

但上面只是比喻．　实际过程远比这个复杂．
因为DX必须通过显卡驱动才能到GPU硬件．DX的复杂指令可能是由驱动软件以及GPU配合完成的，并不是纯硬件实现，而且不同厂商对此指令实现方法以及效率也都不同，所以才有了A/N．

acqwer · 发表于 2009-10-2 22:35

扯淡都能扯出这么多贴的长篇大论。

hpapple · 发表于 2009-10-2 22:37

滔滔不绝啊

chysu · 发表于 2009-10-2 22:42

重点是这个

现在的CPU中集成了以亿计的晶体管，就知道人类有多伟大了，不过这些事多数都是老外干的,基本没中国人啥事（别提算盘）．　
　　　我们中国人所做的多数是把他组装到电脑里，然后宣称我们的IT产业有多NB.　或者被你们高价买过来，然后比比谁买的CPU跑SuperPI更快，或者玩游戏更爽

　　　如果你还是个中学生，恭喜你　还有机会加入，并促进到这个演进当中．　
　　　如果你已经高中大学毕业，　遗憾，你这辈子也只能进行类似上述这些跑Pi活动了．或者有时候突然灵光一现，想起发个帖子问问　啥叫不伦不类的硬件加速．

acqwer · 发表于 2009-10-2 22:45

13# chysu
7*8 就是7+7+7+7+7+7+7+7
看到这句神论就知道他自己就是他所说的如果你已经高中大学毕业，　遗憾，你这辈子也只能进行类似上述这些跑Pi活动了

chysu · 发表于 2009-10-2 22:49

13# chysu
7*8 就是7+7+7+7+7+7+7+7
看到这句神论就知道他自己就是他所说的如果你已经高中大学毕业，　遗憾，你这辈子也只能进行类似上述这些跑Pi活动了
acqwer 发表于 2009-10-2 22:45

那么大个　举例说明
你看不到啊？

acqwer · 发表于 2009-10-2 22:51

本帖最后由 acqwer 于 2009-10-2 22:52 编辑

有点电脑常识的都知道7*8是7<<3，任何时代的CPU运行起来都至少不比7+8
来的慢。

chysu · 发表于 2009-10-2 22:53

那么大个　举例说明
你看不到啊？
chysu 发表于 2009-10-2 22:49

怪不得你反应这么强烈　原来 ......

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chysu · 发表于 2009-10-2 23:05

有点电脑常识的都知道7*8是7
acqwer 发表于 2009-10-2 22:51

要是7*7呢？　7:SHL:几啊？

你这还自带编译优化啊

haohaizik · 发表于 2009-10-7 13:31

一分技术帖子

鑫随盼动 · 发表于 2009-10-7 14:58

技术贴，学习了

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