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CPU 的浮点运算能力比 GPU 差,为什么不提高 CPU 的浮点运算能力呢

森野F网  2022-09-20 11:54:20

问:为什么 的浮点运算能力比 差,为什么不提高 CPU 的浮点运算能力?


? 「速度区别主要是来自于架构上的区别」是一个表面化的解释。对,架构是不同。但是这种不同是目前各个厂家选择的现状,还是由于本质的原因决定的?CPU 能不能增加核?GPU 那张图为什么不需要 cache?

首先,CPU 能不能像 GPU 那样去掉 cache?不行。GPU 能去掉 cache 关键在于两个因素:数据的特殊性(高度对齐,peline 处理,不符合局部化假设,很少回写数据)、高速度的总线。对于后一个问题,CPU 受制于落后的数据总线标准,理论上这是可以改观的。对于前一个问题,从理论上就很难解决。因为 CPU 要提供通用性,就不能限制处理数据的种类。这也是 GPGPU 永远无法取代 CPU 的原因。

其次,CPU 能不能增加很多核?不行。首先 cache 占掉了面积。其次,CPU 为了维护 cache 的一致性,要增加每个核的复杂度。还有,为了更好的利用 cache 和处理非对齐以及需要大量回写的数据,CPU 需要复杂的优化(分支预测、out-of-order 执行、以及部分模拟 GPU 的 vectorization 指令和长流水线)。所以一个 CPU 核的复杂度要比 GPU 高的多,进而成本就更高(并不是说的成本高,而是复杂度降低了成片率,所以最终成本会高)。所以 CPU 不能像 GPU 那样增加核。

至于控制能力,GPU 的现状是差于 CPU,但是并不是本质问题。而像递归这样的控制,并不适合高度对齐和 pipeline 处理的数据,本质上还是数据问题。

原文标题:为什么 CPU 的浮点运算能力比 GPU 差,为什么不提高 CPU 的浮点运算能力?

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