异构计算

定义:在Soc(system on chip)芯片内部集成不同构架的Core, 如DSP、

GPU、  NPU、TPU等不同架构的处理单元,各个核心协同运算,让整个Soc性能得到充分发挥。

在异构计算机系统中,CPU像一个大脑,适合处理分支、跳转等复杂逻辑的程序:GPU头脑简单, 但是四肢发达,擅长处理图片、视频数据;在人工智能领域,则是NPU和FPGA的战场。

        (1) GPU: graphic process unit     图形处理单元

         主要用来进行图像处理、视频渲染,比较牛的一点是它在浮点运算、大数据处理、密码破解、人工领域方面可以大展身手。

       (2)DSP : digital signal processing   数字信号处理器

        主要用在音频信号处理和通信领域。例如手机的基带信号处理。

        相比CPU具有三个优势:1 采用哈弗架构, 指令和数据独立存储,并行存取,执行效率高

                                                2 对指令进行优化、提高了信号的处理效率、有专门的硬件乘法器,一个周期内可以完成乘法运算。为了提高对信号的实时处理,增加了很多的单周期指令,如单周期乘加指令、逆序加减指令、块重复指令等

                                                3 专门针对信号处理、乘法、FFT运算做了ASIC电路,相比其它没有冗余的逻辑电路,功耗可以做的更少   

(未完待续)

   (3)FPGA   field programmable gate array   现场可编程门阵列     

            在专用集成电路领域中以一种半定制电路的形式出现的。

            解决了定制电路的不足,克服了原有可编程逻辑器件门电路有限的局限

FPGA芯片内部集成了大量的逻辑门电路和存储器,用户通过VHDL,Verilog甚至高级语言编写代码来描述它们之间的连线,将这些连线配置文件写入芯片内部,就可以构成具有特定功能的电路。

            它不依赖冯诺依曼体系结构,也不要编译器编译指令,直接将硬件描述语言翻译为晶体管门电路的组合,实现特定的算法和功能。

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