异构计算：PC的“动车组”

注意到你的CPU主频多久没有变化了吗？反正我家里有一台2004年的2.53G的老爷机依旧在发光发热。另外一台2005年的笔记本依然历久弥新。要是搁在上世纪末本世纪初交接的那几年，一般是每隔两年，再牛的机器也得当电子垃圾扔掉。

是的，摩尔定律已经失效了。一方面，CPU频率几乎已经逼近极限，而制造技术却跟不上摩尔定律，因此为了维持旺盛的市场，厂商只好另辟蹊径。但是像Intel那样，简单地增加CPU内核数是行不通的，因为PC性能的提升并不是简单的提升CPU就能达到的。

对APU实现异构计算的价值和思路的透彻理解，我们可以用车辆的升级做一个更加直观的类比。当汽车从2缸、3缸发动机进化到排量4缸发动机之后，动力提升是很明显的；这就类似于CPU的频率升级。当我们再提升到排量6缸、8缸发动机以后，无论动力还是舒适性都进一步得到大幅度的改善，但同时油耗也随之猛升。继续往上发展到12缸，几乎就是轿车的极限了。这个时候，如果不从根本上改变整车的变速、传动系统，仅仅期望通过并行两台、三台甚至更多的V6或者V8的发动机来获得更好的动力效果，那只会是徒劳。

不止是汽车，火车的升级也亦如此。高速列车的动车组从根本上变革了传统车辆动力架构，实现了列车速度的成倍增长。动车组也叫“动力分散式列车”或者“动力单元化复合列车”。列车有很多节车厢，其本身没有汽车的构型局限性，所以我们能够通过将“发动机”分置到各节车厢来实现动力的有效提升。这种分散式动力架构，实际上可以将其视作一种入门的“异构”化，而非简单“并行”。

芯片的异构化演进就是类似的道理，当频率的不断提升到达天花板之后，原始的并行方式并不能找到出路，只有异构化才是变革的出路。AMD作为全球领先的芯片制造商，早就在自己的APU产品架构当中，充分贯彻了异构计算的思想。异构计算作为一种技术研发模式本身已经有近30年的历史，但是体现在在芯片上却是创新事物。面临移动互联网和人脸识别、手势识别等复杂应用，面临图形性能、游戏、高清视频等个人需求的爆炸式成长，面临企业级云计算和物联网的超大运算规模，AMD将CPU和GPU融合在APU芯片之中，在多内核芯片的物理基础上建立异构计算的技术架构，不仅是方法和思路上的创新和变革，更是行业发展的最优选择。

AMD不仅推出革命性产品APU，更以建立技术联盟的方式积极推动异构计算的发展。在上个月的AMD Fusion开发者峰会上，AMD率领全球技术领袖成立了“异构系统架构基金会”（HSA Foundation）。此次大会旨在“定义和推广开放的、基于标准的异构计算发展之道，通过提供通用硬件规格和广泛的生态系统支持，使软件开发人员更大程度发挥最新处理器的优势，从而更轻松地完成各种创新应用的开发”。

倪光南院士在前不久举办的《APU及异构计算应用趋势论坛》上就表示，异构计算是信息技术的创新领域，传统处理器在当前移动互联时代特别重要的3D应用、视频解码这些应用中效率不高，所以APU方向是个很好的创新，应该做得更前沿一些，更好一些。

目前，已经有近百种领先的软件产品能够充分利用AMD APU进行优化和加速，而更多的应用“正在路上”。对于我、对于更广大的用户来说，淘汰我们手上老旧计算机的进程，又一次启动了，摩尔定律将以崭新的形式重新生效。有了APU的“动车组”，相信越来越多的软件设计和创新应用可以搭上异构计算这列飞驰的高速列车。

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作者：瞬雨

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