未来都玩集成 浅谈CPU与GPU整合大趋势

强大的CPU为什么还需要GPU的帮助？

    就一般通用处理器来说，在浮点运算、并行处理方面性能远不如GPU。我们可以将GPU的优势发挥出来，使处理器性能得到大幅提高。从更深层次考虑，目前CPU的性能提升遇到了各种各样的困难，除了难以攀升的核心频率之外，核心架构效率、核心数量都很难获得大幅提升。反观GPU就是一番不同的景象了，它的潜力还未被完全的挖掘，提升空间巨大。

首先：处理器核心频率遭遇瓶颈！

CPU频率提升遇到瓶颈

    细心的消费者会发现近年来处理器已经不再使用核心频率来作为处理器的型号标注。其中一个非常重要的原因就是处理器主频在现有工艺条件之下已经遭遇瓶颈难以继续攀升，想要再依靠频率大幅度提升处理器性能已经走不通了。

然后：处理器核心效率挖掘殆尽！

Intel 酷睿i7系列处理器

    既然频率已经不能够再提升了，我们可否提升处理器的运行效率来提高处理性能呢？这在一方面是完全可行的，但是提升幅度也非常有限。

    目前Intel最强的酷睿 i7处理器，架构方面相比上代酷睿2四核处理器发生了巨大的改变：原生四核、三级缓存、高速QPI总线、三通道DDR3内存控制器、超线程技术、内核及指令集优化等等。在这些技术共同优化之下同频率酷睿i7 965综合性能仅比上代QX9770提升了10-20%，架构的潜力已经被深度挖掘几乎殆尽。

    AMD情况也相差不错，Phenom II相比Phenom的性能提升更多源于频率，而核心架构优化贡献仅有不到5%。两大处理器厂商单核心效率都已接近极限，想要继续提升举步维艰。

最后：CPU核心数量增加已达上限！

    频率难以提升，核心效率挖掘殆尽，那我们就多加几个核心一起来提高性能好了，不过这也不是简单的事情。从最初的胶水双核到后来的原生四核，再到现在的顶级六核，核心增加变得越来越困难，这其中必定是有原因的。

多核处理器

    根据模拟测试，当处理器核心数量达到一定程度之后性能效率开始急剧下降。由于存储机制和内存带宽等因素的限制，16核、32核甚至64核处理器对于超级计算机来说，有时候核心越多性能可能更低。这也就是为什么超级计算机拥有超高的科技含量了，设计人员需要非常先进的设计来保证多个核心高效率的协同合作，这对桌面级别电脑来说成本几乎是无法承受的。

    既然CPU的性能提升越来越小，那么我们又能够从CPU与GPU的整合之中得到什么样的好处呢？