後藤弘茂:英特尔次世代处理器Larrabee前瞻

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●Intel、AMD和NVIDIA三者之间的激烈竞争　　根据报道INTEL公司目前正在计划于2008年至2009年推出Larrabee(LARAB)，据该公司介绍的Larrabee将会是一款非常特别的处理器，而该公司也将会凭借这款处理器正式进入数据并行处理市场。
　　不过现在有着这个打算的并不仅仅只是Intel公司一家，AMD和NVIDIA这两家公司目前也正打着同样的算盘，比如ATI公司正在开发内置有GPU的GPGPU产品等。应该说这三家公司同时对同一个新项目产生兴趣应该算得上是一件很有趣的事情，也许这也预示着一场在新的领域展开的处理器之战现在已经拉开了帷幕.
　　算起来ATI(现在应该为AMD)和NVIDIA公司早在5年前就已经开始着眼于GPU通用性方面的硬件研发工作，现在大家都认为INTEL公司目前正在做的Larrabee项目实际上这两家公司在4年前就已经在进行了。不过现在这三家公司正在为同一个目的而各自做着不同的努力。
　　正是基于这个背景，广大消费者对于未来通用处理器在性能方面的提高以及在应用软件方面需求变化所带来了惊人的变革让人是充满了期待。那么也许你会问所谓的通用处理器究竟是什么样的产品呢?对此 Intel负责万亿级计算项目研究的主管 Jim Held 表示,所谓通用处理器就是可以满足创新软件的处理需求，并且可以满足并行处理大量数据的要求，而这一点似乎已经为处理器业界所接受。
　　目前ATI和NVIDIA都对INTEL公司的Larrabee的出现而感到紧张，据某GPU的相关工作人员就曾表示Larrabee是目前最大的威胁，INTEL公司将有可能通过该产品一举占领这个新兴市场。
　　对于AMD公司来说，如果由INTEL公司在这个市场上建立标准，那么将会再次成为继x86之后的又一次失败。而对于GPU厂商NVIDIA公司来说，Larrabee也将会是一个很大的威胁，如果在CPU上集成GPUS核心的话，那么目前主流低价CPU产品以及集成有显示芯片的芯片组产品将不会再有市场，而到了那个时候NVIDAI也只有依靠出售独立显卡来过日子了。而正是因为如此，作为GPU厂商的NVIDIA公司为了增强GPUS产品的生命力不得不加强在GPU通用处理器上的投入。

　　

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●GPU发展的关键　　那么，AMD领导层怎样认为着Intel的Larrabee?
　　那么AMD公司是如何看待Intel的Larrabee呢?目前AMD公司也提出了将CPU和GPU功能合二为一的FUSION计划，同时原先的ATI公司也同样以研发通用性并行处理器为开发目标，在这一点上INTEL与AMD公司的目标是相符的。
　　不过Intel和AMD的设想却存有几个差异。首先就是AMD公司是计划在GPUS核心上增强数据并形处理功能，而INTEL的Larrabee则不是GPU。对此INTEL公司明确表示Larrabee实际上将会拥有多个CPU内核，并且将会基于IA(Intel Architecture)，并且支持相关的指令集和兼容性。

　　

　　Larrabee核心概要PDF版

　　

　　AMD Dave Orton先生

　　对于Intel公司在独立显卡市场上不断扩大，原ATI的Dave Orton先生表示:“目前我们都在对Intel的Larrabee做出各种各样的预测，也许Intel公司也乐于人们去做这样或者那样的预测。不过我所了解到的并不是推测，而是了解到了一些有关Larrabee方面的实质内容。”
　　应该说AMD目前所了解到信息还是相当可靠的，那么AMD是如何看到Larrabee的呢?对此Orton先生表示:“我最初想到的是INTEL公司是想致力于流计算处理器的开发，不过同时INTEL也将注意力放在了图形处理性能上。如果是这样的话，那么Larrabe就不是“能进行流计算并且能够对图形处理器进行优化处理的”产品，而是一种集流处理器、图形处理、数据计算性能于一身的处埋器产品。因此我们还不能将Larrabee简单视作一款GPUS产品，另外即使该处理器最后变成了GPU，那也算是个新产品。
　　Orton先生还指出如果Larrabee处理器的通用性是基于适合流处理器而进行设计的话，那么其图形性能将不足以使其成为一款专业的GPU产品，另外就是我们还必须考虑到其图形处理器性能也不会很高。当然就算其图形处理性能不高，但是如果因此获得更大的市场份额的话，那么生产成本的下降还是很有可能实现的。

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而在另一方面，AMD的FUSION计划最大的优势就是基于的是GPU核心，这样不仅将成本降了下来，而且可以进一步提高其GPU产品的市场占有率。　　●x86的兼容性将成为AMD的拦路石

　　

　　AMD Phil Hester先生

　　AMD CTO Phil Hester先生也表示Larrabee在x86指令集的支持方面也存有疑问。“目前INTEL公司还没有明确在Larrabee的设计上会做出什么样的选择。不过目前AMD与INEL公司在如何设计出一个更有效的并行数据处理器而做着不同的努力。
　　从目前的处理器发展来看，现在x86处理器已就就消费者的需求增加了显卡指令集的支持，而在另一方面，GPU的生产商们也在不断得模块化GPUS，并且加入了对某种通用性能的支持。因此可以说目前GPU和CPU都在以相反的发展方向朝着一个共同的目的去努力。
　　那么我们现在该如何看待这场CPU与GPU之争呢?说句实话，这实际上是一场人为的争斗，毕竟GPU和CPU可以算得上是两个完全不同的行业，从技术方面来说二者也无法实现配合，因此一直以来CPU和GPU都是各自发展，不过直接AMD与ATI公司成功合并之后，事情则发生了一些变化。
　　目前CPU厂商在进行并行处理器开发时更多的是考虑CPU的性能，CPU的兼容性以及以及未来的发展。因此在Larrabee的研发上Intel公司就是这样做的，但是这一点我的看法是犯了根本性的错误。至于原因，是因为这样的设计并不能适合并行处理器的处理需求。不过这并不是说基于x86架构开发并行处理器是不能的，但是出于执行效率考虑的话，这样的选择并不是最好的。虽然X86的指令集通用性会更好一些，但是并不适合于并行处理，因此绝对不能这样进行设计。
　　而对于我们来说，CPU和GPU是两个团队团结一致共同合作的结果。为此我们可以获得最适合处理器核心的的应用软件，我们并没有将X86CPU指令集集成进GPU，而是采用的单独芯片设计。同时我们将GPU指令集集合入CPU的内作为CPU的部分指令集，这样CPU指令集就能够进行并行数据处理。

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●将优化的x86 CPU和GPU合并　　INTEL和AMD这两家CPU厂商在长期发展目标上拥有一定的共通性，那就是将x86指令集与stream处理器进行融合。一般认为这两个不同的指令都可以被视作是相同的流指令，这样现有的基于X86的软件将可以仍然得到支持，而在不同的阶段则有不同的实现办法。
　　一般认为Intel的Larrabee将会使用x86指令集。虽然Larrabee是属于并行处理器，但是该处理器的架构可以与x86指令集互换。而对于AMD公司的FUSION则是将X86的CPU与GPU核心进行合并，这样CPU可用于一般目的处理，而GPU核心则可以进行并行数据处理，从而可以实现最优化处理。简单的说就是AMD保持了x86 CPU和GPU各自的特征。
　　另外这里顺便说一下的就是AMD指令集的合并化已经进入了实施阶段。目前AMD公司已经主动公开了GPU的原生指令集。比如AMD公司此次推出的Radeon HD 2000(R600)就实现了CPU和GPU一定的融合。
　　到了最后阶段，CPU的指令集将会与GPU指令集合并，比如像x87协处理器那样处理GPU核心。为了能够与CPU指令集实现原生合并，命令的持续性支持就显得相当必要，因此就需要进一步巩固GPU指令集，而目前这一研发工作正在进行中。
　　●NVIDIA的优势与劣势

　　

　　NVIDIA David B. Kirk先生

　　那么NVIDIA公司在这个问题上又是如何看待的呢?虽然NVIDIA公司不是CPU生产厂商，但是该公司的GPU产品也仍然朝着并行处理的方向发展。NVIDIA公司David B. Kirk表示该公从GeForce FX(NV3x)上就开始考虑到这个问题。目前在这个领域，NVIDIA GPU和Intel Larrabee以及AMD FUSION已经开始了正面的竞争。目前NVIDIA公司早已不是普通 的图形芯片生产商，因此对于NVIDIA公司来说Larrabee将会是该公司最大的敌人。
　　此外在这三家公司中，只有NVIDIA公司表明了对x86指令集冷漠态度，同时该公司也没有明确表示将来是否在GPU产品上加入对X86指令集的支持。而这也是NVIDIA公司与另外两家CPU生产厂商间的关键差异。
　　在谈到Larrabee和FUSION时，Kirk先生表示:“如果从他们的位置开始做起的话，在x86指令集基础上进行扩张是合乎逻辑的阶段，但是问题是CPU指令集是他们的强处，可是我们可没有X86核心，因此这个合乎逻辑的阶段的对我们则无法适用。但是这个也绝不能算作是我们的弱点，毕竟强处和弱点都是相对而言的。X86通过互换确实可以获得强大的性能，但是会由于这样或者那样的规定会限制他们在设计上的选择，这样会给如何创造最合适的流处理器带来难度。而对我们来说，一切都是一张白纸开始的，因此我们可以进行自由选择，并且不会造成任何延迟。与X86架构进行互换，是这两家公司的选择，但是如果要并入流处理器就没有必要这么复杂吧?因为从过去的历史来看，这样的设计必定会牺牲一些东西，因此我们相信自己所选择的发展方向。”
　　与X86兼容会导致处理器变得更复杂，在这一点上Kirk先生和Hester先生的观点是相同的。并且NVIDIA公司正在进行据并行处理最佳指令集的研发，计划进一步扩充GPU的性能，而今后随着64位浮点运算功能的加入将会使得1TeraFLOPS的单精度浮点运算性能相当值得我们期待。

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●3个公司3个不同的产品　　下面就的Intel，AMD，NVIDIA三个不同的解决方案进行一下总结:
　　一般认为Intel的Larrabee，数据并列处理器自己实现x86指令集，对程序使之露出那个。将来说不定CPU也合并Larrabee型建筑。有那个情况，用运行时间层进行控制的可能性。那个一方面Intel，在拖既存GPU建筑的核心，进行通用性的并列处理的事，不太考虑。为此，graphics的表演是未知数。
　　AMD的FUSION则是将x86 CPU核心GPU核心合并，通过CPU内核处理一般任务而GPU核心则用于并行数据处理，这样一方面可以对运行时间层进行控制，另一方面指令运行时间也可以得到减少。与此同时高性的图形处理性能也将会并行提升。至于在软件方面，无论是CPU、GPU或者是FUSION其原生指令集都将能够得到支持。
　　而NVIDIA GPU则采用了与X86截然不同的指令集，并且针对数据并行处理器进行了最优化处理。NVIDIA公司强调的是通用性的性能，不过与此同时高性能的图形处理力仍将保持。同时与AMD公司一样，程序开发者可通过NVIDIA提供的中间编码进行应用程序的开发。
　　看来随着Intel公司Larrabee的不断完善，在不久的将来必然会导致这三家公司在并行处理品市场更加激烈的竞争。

http://www.impresswatch.com.cn/itwatch/441/3395441.shtml

[ 本帖最后由 eDRAM 于 2007-6-22 22:18 编辑 ]

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