GPU通用计算：ATI向左NVIDIA向右？

　　15.总结

　　统一渲染器的出现为GPU开拓新的应用领域提供了一个发展契机，AMD与NVIDIA在如何实现统一渲染器的设计上也走了不同的道路，AMD改进SIMD架构设计出的5路超标量胜在实现难度小，占用晶体管数量少，虽然处理标量运算效率低，但是可以通过大幅提升流处理器单元的数量来弥补可能的性能劣势，所以我们可以看到AMD显卡从RV70的流处理器从RV670的320个基础上提高到800个，Cypress架构又再次翻番达到惊人的1600个。NVIDIA则采取了另外一条路，每个流处理器不再区分标量或矢量，全部按1D标量计算，因此显卡的计算效率很高，通用性较好，缺陷则是设计复杂，晶体管规模庞大。

　　双方更深层的不同还是显卡未来的发展方向，要理解这一点需要我们先确认两家公司业务上的不同。AMD收购ATI之后同时拥有了GPU和CPU业务，他们更愿意组合GPU和CPU的优势互相促进产品的销量，无论哪一个产品的销量好都能做到旱涝保收，他们并不乐见GPU抢占CPU的功能，所以对于GPU通用计算并不热心。反观NVIDIA，它的业务起家于GPU，但是将GPU的未来完全寄托于游戏显卡上是很危险的，3D技术发展到现在已经很难在画质上一次次地革命，消费者并不会为了一点画质改进就不断升级显卡，而且游戏主机也在不断侵蚀PC游戏的地盘，NVIDIA显然不能将显卡的未来全部放在游戏这一个篮子里，开发GPU的通用计算功能进而进军其他领域也就是水到渠成的事了。

　　与NVIDIA有着相似眼光的还有业界大腕Intel，不过Intel没有独立的GPU业务，擅长的X86处理器，所以Intel的如意算盘则是用精简后的X86指令抢占GPU的通用计算业务，Larrabee项目就是关键的棋子。Larrabee并非简单的游戏显卡（当然，这也会是它的目的之一），它的指令集源于精简后的X86指令，通用性更强。除了Intel可能推出的自有API之外，Larrabee也会支持目前开放的OpenCL、DirectX等标准。Larrabee不成功则已，一旦其性能达到一定水准，凭借Intel的生产能力和资金实力，AMD和NVIDIA的GPU业务都会受到巨大冲击。不过值得他们庆幸的是Larrabee的进展并不是那么顺利，第一代产品已经取消，后续产品可能要到2010年底才会发布。

　　本文用大篇幅回顾了DX10以来AMD与NVIDIA在显卡设计上的不同，对Fermi更是着墨众多，除了Fermi还未发布其身上的神秘之处颇多之外，更主要的是Fermi肩负双重使命，一是要终结AMD在DX11显卡上的一家独大局面，扭转目前被压制的颓势，毕竟这一年来NVIDIA没有实质意义上的新产品发布，仅靠马甲战略维持场面。Fermi的第二项重任则是继续开拓通用计算市场并最终分得一杯羹。经历G80/GT200两代产品的有益尝试之后，Fermi架构可以说是专为高性能计算而生，ECC纠错支持、PTX2.0指令、高速并行线程处理、完整的C++支持都是针对HPC（高性能计算机）需求而设计。

明年1季度发布的怪兽Fermi能否带来惊喜？

　　尽管面临的困难重重，Fermi依然要背水一战。NVIDIA通过Fermi是守得云开见月明亦或是折戟沉沙铁未销暂时无人得知。

　　Good luck,Fermi.

　　参考：

　　1. NVIDIA_Fermi_Compute_Architecture_Whitepaper

　　2. Anandtech：NVIDIA's Fermi: Architected for Tesla, 3 Billion Transistors in 2010

　　3. Realwordtech：Inside Fermi: Nvidia's HPC Push

　　4. techreport：Inside Fermi's graphics architecture