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3. 集成圖像處理器成新方向——多核異構(gòu)
根據(jù) Amdahl 定律，由于受到必須逐次執(zhí)行軟件的限制，即使通過(guò)增加同種 CPU 內(nèi)核數(shù)量，多核微處理器并不能相應(yīng)地提高數(shù)據(jù)處理量。

例如，按照 Amdahl 定律，如果將微處理器數(shù)目增加 16 倍，假設(shè)軟件中必須依次執(zhí)行的比例占 20%時(shí)，處理量最多只能提高至 4 倍。這還是簡(jiǎn)化了計(jì)算所得到的結(jié)果，并沒(méi)有考慮為確保緩存一致性而保持的同步動(dòng)作，以及多個(gè)內(nèi)核集中訪(fǎng)問(wèn)主存時(shí)所需的等待時(shí)間等因素。因而處理量不一定能提高 4 倍，特別是服務(wù)器經(jīng)常同時(shí)面對(duì)多個(gè)處理要求，如果各個(gè)處理所涉及的數(shù)據(jù)相互獨(dú)立，其逐次執(zhí)行的部分會(huì)很少。

正是在這種情況下，多核異構(gòu)處理器異軍突起。此外，動(dòng)態(tài)和靜態(tài)圖像分析以及信號(hào)處理等新的應(yīng)用，推動(dòng)了多核異構(gòu)處理器的發(fā)展。這方面的典型就是 AMD 公司。

各廠(chǎng)商的方案及歷程如下表所示：

廠(chǎng)商	方案	特點(diǎn)及應(yīng)用
AMD	率先提出 Fusion 方案。將多個(gè)同類(lèi)型的 CPU 內(nèi)核和圖像處理器 GPU 或其他各種內(nèi)核集成于一塊芯片中，形成多核異構(gòu)結(jié)構(gòu)，由此大幅度提高了多核處理器的圖像處理功能和其他功能。	Fusion 方案要求，由第三方提供的各種加速器電路必須支持 AMD 公司的 HyperTransport 標(biāo)準(zhǔn)，這樣就能實(shí)現(xiàn)多核結(jié)構(gòu)之間的存儲(chǔ)器共享。多核異構(gòu)處理器除了 GPU 還可同時(shí)集成信號(hào)處理等其他專(zhuān)用系統(tǒng)的內(nèi)核。
NVIDIA	GPU 的理念的實(shí)質(zhì)就是將圖像處理器用于通用計(jì)算。利用圖像處理器 GPU(General Purpose Computing on GPU)擅長(zhǎng)浮點(diǎn)運(yùn)算的特點(diǎn)，將其用于并行處理，即把它作為矢量處理器。	NVIDIA 是這方面的先驅(qū)。這種集成了圖像處理器的異構(gòu)多核微處理器已成為通用多核處理器的一個(gè)新的發(fā)展方向。
日本	日立和瑞薩發(fā)出用于 MPEG2 圖像處理的 8 核處理器，其功耗比同等的單核處理器降低 73%。富士通和 NEC 也開(kāi)發(fā)出了可降低某核工作電壓或?qū)⑵潢P(guān)斷的多核處理器。	上述各公司還配合通用 API，開(kāi)發(fā)出適于自己產(chǎn)品的專(zhuān)用編譯程序。經(jīng)早稻田大學(xué)（笠原教授率領(lǐng)日立、瑞薩、富士通、東芝和松下等公司科研人員）研究，采用家電專(zhuān)用多核微處理器進(jìn)行視頻壓縮，雙核處理能力為單核的 1.9 倍，4 核為單核的 3.6 倍，8 核為單核的 6.0 倍。

小結(jié)一下：
芯片上配備更多內(nèi)核后，總線(xiàn)很可能成為提高系統(tǒng)性能的瓶頸，因此連接多個(gè)內(nèi)核的接口自然地成為關(guān)注點(diǎn)。AMD 的 HyperTransport 3.0 和 Intel 的 Quick Path 技術(shù)都是用于解決這一問(wèn)題的?？梢哉f(shuō)，總線(xiàn)已成為提高多核處理器計(jì)算性能的關(guān)鍵。

4. 插曲：ARM 與 Intel 在手持設(shè)備市場(chǎng)的“廝殺”
曾幾何時(shí)，微軟在上網(wǎng)本市場(chǎng)占有明顯優(yōu)勢(shì)，占據(jù)了 80%～90%的份額，這個(gè)數(shù)字的背后是微軟的家用基礎(chǔ)版 XP 加上 Intel 的低功耗 Atom 處理器。

2008 年，Atom 處理器以超低電壓芯片的形態(tài)正式亮相，被應(yīng)用于三星推出的 7 英寸迷你 PC 產(chǎn)品 Q1。從那個(gè)時(shí)候開(kāi)始，Atom 處理器進(jìn)入了飛速發(fā)展的階段，到了第二年，在各式各樣的上網(wǎng)本中，均可以看到它的身影。但是，到了 2012 年，上網(wǎng)本已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足消費(fèi)者的使用需求，這類(lèi)產(chǎn)品也因此被市場(chǎng)淘汰掉。盡管如此，Atom 處理器仍然存活了下來(lái)，并且其載體開(kāi)始轉(zhuǎn)向了低端筆記本、平板以及智能手機(jī)等設(shè)備。

但是，當(dāng) Linux 加 ARM 的微處理器架構(gòu)出現(xiàn)的時(shí)候，局面出現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)。ARM 處理器以功耗低、電池使用周期長(zhǎng)以及成本低而受到廣泛贊譽(yù)。正是基于這個(gè)原因，ARM 與 Qualcomm、NVIDIA、TI 甚至 Apple 合作，使其 CPU 打入新興的上網(wǎng)本市場(chǎng)。而 Intel 顯然不滿(mǎn)足于當(dāng)時(shí)它的 Atom 在上網(wǎng)本市場(chǎng)取得的成績(jī)，于是設(shè)法搶占屬于 ARM 的手持設(shè)備以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備市場(chǎng)。

但事實(shí)卻是不容樂(lè)觀的，2015 年，業(yè)界這樣評(píng)價(jià) Atom：

“Atom 處理器這一路走來(lái)，跟成功這兩個(gè)字似乎一點(diǎn)關(guān)系都沒(méi)有，因?yàn)樗鼪](méi)能讓搭載它的產(chǎn)品成為市場(chǎng)的主流，其性能是最重要的因素，沒(méi)有之一?！?/p>

在慘痛的事實(shí)面前， Intel 重整旗鼓，于 2016 年 11 月，推出新一代 Intel Atom 處理器，從頭開(kāi)始研發(fā)的全新 Intel Atom 處理器 E3900 系列，支援快速發(fā)展且日趨復(fù)雜的物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)。E3900 系列針對(duì)網(wǎng)路邊界的應(yīng)用，提供卓越效能以及獨(dú)特的功能組合，包括工業(yè)、汽車(chē)、視訊、製造、零售等市場(chǎng)。

全新的 Intel Atom 處理器 E3900 系列實(shí)物圖

與非網(wǎng)原創(chuàng)內(nèi)容，謝絕轉(zhuǎn)載！

系列匯總：

之一：第一款處理器之謎

之二：處理器的春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代：8 位處理器的恩怨與紛爭(zhēng)（上）

之三：處理器的春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代：8 位處理器的恩怨與紛爭(zhēng)（下）

之四：處理器的三國(guó)時(shí)代：蘋(píng)果攪動(dòng) MCU 江湖

之五：處理器的三國(guó)時(shí)代：DR 公司盛氣凌人，IBM 轉(zhuǎn)身成就微軟

之六：32 位處理器的攻“芯”計(jì)：英特爾如何稱(chēng)霸 PC 江湖？

之七：AMD 稱(chēng)霸 PC 處理器市場(chǎng)的“曇花一現(xiàn)”

之八：CPU 兩大陣營(yíng)對(duì)擂，X86 構(gòu)架讓英特爾如日中天

之九：你知道 X86 構(gòu)架，你知道 SH 構(gòu)架嗎？