随着3D游戏以及高清视频的普及,电脑需要更强的图形处理能力。为此,CPU厂商和图形处理芯片厂商在不断提升自己产品性能的同时,也开始向对方领域渗透。
最近,英特尔和AMD均计划推出整合图形处理芯片(GPU)的处理器,作为反击,显卡龙头厂商NVIDIA指出英特尔集成显卡性能不足其独立显卡性能的1/10,同时也在探讨将原本属于CPU的数据处理功能搬到GPU上,对以往一直以CPU为核心的电脑数据计算体系发起挑战。以往,CPU是电脑绝对的核心,不灭的太阳,在GPU的步步进逼下,CPU还能保持以往的霸主地位吗?
对于消费者来说,以后购买电脑时应该更关心CPU还是显卡的型号和性能,买电脑时应该考虑集成显卡还是独立显卡。结合几大电脑芯片巨头的表态,我们对电脑硬件技术趋势进行了探讨。
CPU与GPU,谁是电脑核心?
在今年IDF(英特尔技术开发者大会)上,英特尔开发一套面向可编程的显示计算通用架构芯片的全新架构——Larrabee架构,这种架构可支持更多的可编程核心。
为了巩固CPU(电脑处理器)在电脑中的核心地位,英特尔希望通过推出CPU新架构,令CPU内整合图形处理芯片成为现实。
英特尔透露,将在2009年上半年进行产品结构改革,到时,许多图形芯片、北桥芯片的功能将被内建到CPU中。
目前,南桥和北桥芯片、图形芯片都是独立于CPU,与其协同工作的。
市场上有不少高端的电脑采用了独立显卡,独立于主板芯片之外的这种显卡具备强大的图形处理能力,但同时能耗也大为提升。目前,在台式电脑中,大部分的高端独立显卡都需要独立供电才能运行。
近两年,有新观点认为,GPU比CPU具备更强的浮点运算性能、更大的带宽等优势,高端独立显卡的GPU在晶体管数量甚至超过CPU。
更重要的是,由于未来的电脑应用将以图形和视频为主,GPU有可能取代CPU成为电脑核心。
此种观点威胁了英特尔的业界核心的地位。
以往,用户在选择电脑时首先考虑的是CPU的型号和性能。而如今CPU的计算速度未必是用户的唯一选择。英特尔作为全球最大的CPU供应商,自然要反戈一击。
今年的IDF大会中,英特尔对以NVIDIA为首的图形芯片厂商进行了反击。英特尔高级副总裁兼数字企业事业部总经理基辛格在演讲中表示:“在下一代视觉计算中,显卡产业已经走到了尽头,取而代之的是可编程的显示计算通用架构芯片。在三四年之后,随着相关技术、产品成熟上市,显卡产业将会消亡。”
按照他的观点,随着CPU在未来应用中占据越来越重要的地位,显卡会慢慢被集成化所取代。GPU将最终成为CPU的“一部分”。
NVIDIA反击:CPU已死
英特尔“显卡走到尽头”的观点引起独立显卡龙头厂商NVIDIA的强烈反击。
NVIDIA此前提出“GPGPU(通用图形处理器)”的概念,但要将CPU整合到GPU中去,“GPU将越来越多地取代CPU的数据处理职能,GPU将是计算机的核心部件”。
NVIDIA的CEO黄仁勋更公开质疑英特尔的整合图形芯片组“完全是一个笑话”。
他认为,英特尔集成显卡只能与100美元以下的独立显卡竞争,集成显卡即使能够在2010年将图形产品提高10倍,仍然无法超越当前的独立显卡。
除了嘲笑英特尔产品的性能外,他还指出其GMA 3100集成显卡存在兼容性问题,导致大量基于英特尔芯片组电脑无法升级到新一代的操作系统Vista SP1,更有不少电脑频繁出现蓝屏死机的现象。
NVIDIA的副总裁RoyTaylor直言,“CPU与GPU的战争已经开始,CPU已死亡。”他称,“现在PC里唯一需要提升性能的是GPU,而这就是NVIDIA努力的方向。”
AMD将推出整合处理器
作为英特尔在CPU领域的最大竞争对手,AMD在收购显卡厂商ATI后成为了独立显卡领导厂商NVIDIA的最大竞争对手。AMD在独立显卡领域大大领先于英特尔。面对英特尔和NVIDIA“干掉对方”的争议性言论,AMD如何处理CPU与GPU的关系,成为业界关注的另一重点。
AMD近年来也致力于研发将CPU、GPU二合一的Fusion处理器。4月23日,在北京举办的“AMD创新技术大会”上,AMD正式曝光Fusion处理器并发布“APU(加速处理器)”的概念,产品将在2009年下半年发布。
AMD技术市场经理David Nalasco解释:APU是多核心芯片,集合一个或几个CPU核心、控制图形的GPU核心、控制高清的解码核心、连接控制器等,通过不同的组合,比如增加多个处理器核心、增加或减少其它核心,提供需求不同的CPU。
可以说,这种CPU与英特尔Larrabee架构的CPU在功能和特点上不谋而合。
AMD出面和“稀泥”
AMD大中华区计算产品部产品市场总监唐志德说,对AMD来说,CPU和GPU是两个不同的部件,基于两种不同的架构,双方将长期共存于用户的电脑之中,新一代电脑需要处理能力和图形计算能力之间达到平衡,如何令它们在电脑中实现更好的分工合作更重要。
“CPU和GPU之间不能说谁替代谁,集成显卡与独立显卡也是,”唐志德认为,基于X86架构的CPU已经有30多年发展历史。积累几千万种的电脑应用,GPU在这方面几乎完全空白。
如果电脑完全不用CPU、单依靠GPU来进行处理运算的话,将导致很多的软件不能使用。
相反,集成显卡以及未来集成了图形芯片的CPU也不能取代独立显卡,这是因为双方在性能以及3D加速、多媒体、高清等方面的应用差距十分明显。
英特尔CPU布局优胜
目前,英特尔整合显卡芯片组,与NVIDIA、ATI(已被AMD收购)的独立显卡基本上是井水不犯河水。
英特尔凭借集成显卡产品占据了显卡市场的41.1%,NVIDIA为31.8%,AMD为22.8%,但后两者的产品主要为独立显卡。
英特尔集成显卡的能耗低、成本低的优势符合笔记本和中低端台式电脑的需求。
NVIDIA和ATI的独立显卡在3D图形处理、游戏、高清视频等领域表现出更强的性能,固守中高端电脑用户的市场。
英特尔提出Larrabee架构以实现CPU整合GPU。
NVIDIA提出GPGPU概念为GPU增加原本属于CPU的数据处理职能,都令对方感到威胁。在双方的战略布局上,NVIDIA已落后于对手。
NVIDIA研发GPU的速度很够快,但它在CPU领域还是一片空白,因此要将CPU整合到GPU中去,对于NVIDIA而言难度的确不小。
NVIDIA最大的成就是收购物理处理器厂商AGEIA,通过推出CUDA(统一计算设备架构)来强化GPU的重要性。
前段时间,NVIDIA收购第三大CPU厂商威盛、填补其在CPU领域的空白的计划遭到英特尔“封杀”,此外,英特尔和AMD均有将GPU整合到CPU的产品计划,NVIDIA已经和两大巨头形成直接竞争,未来只能依靠独立显卡产品出现在电脑领域,前景颇为不妙。
相反,英特尔的布局显得更为高明。除了“封杀”NVIDIA收购CPU厂商威盛外,其在2005年便收购了有能力帮助NVIDIA等在GPU上实现物理计算的图形处理器厂商Havok,防止GPU厂商进入属于CPU的物理计算以及流计算领域。
英特尔希望通过以上种种手段巩固其在集成显卡市场的优势,不让CPU现有的核心和统治地位被GPU所取代。
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笔记本厂商:“产品没独立显卡卖不动”
一线的PC厂商惠普、联想、戴尔的技术人士在接受采访时表示,对英特尔和AMD整合GPU的CPU产品持观望态度。
记者在IT卖场上发现,在目前市场上的笔记本上,采用集成显卡和独立显卡的产品比例约为3:7,越来越多厂商将独立显卡作为笔记本电脑性能的指标之一,同时作为提升产品价格和销量的卖点。
“集成显卡和独立显卡都在提升,无法取代对方。”索尼笔记本高级产品经理陈宁透露,目前消费者更倾向于购买具有独立显卡的笔记本,索尼已经调整产品策略,除了超轻薄型号TZ系列外,其余系列的笔记本都采用了独立显卡。
明基笔记本产品经理张志豪认为,没有独显的笔记本在市场上没有竞争力。
“今后操作系统将过渡到Vista,高清视频的需求也会进一步增多,对笔记本图形处理能力大大提高,我们认为独显的笔记本将成为主流,独显价格也将降低,英特尔和AMD内建图形芯片的CPU,我认为它在性能上还无法追上主流的独立显卡,应该更多会被运用在便携笔记本、低价笔记本或者MID上。”
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CPU与GPU优势对比
CPU与GPU各有优势,主要区别在于串行处理与并行处理。
简单来说,传统CPU的优势在于PC应用的串行处理计算上,处理任务时需要一个接一个地进行,但在并行处理能力上较弱,并行计算处理是GPU的优势。
以处理图片和图像为例,CPU难以同时处理和渲染一张图片上的多个像素点,而GPU有很多很小的处理核心,可以同时处理一张图片上的多个像素点,在处理速度和性能上明显比CPU快得多。
在目前的电脑中,中高端产品都要借助独立显卡,获得更强的图像处理能力,以满足图像制作、游戏、高清视频需求。
英特尔Larrabee架构以及AMD的APU,都是希望利用GPU来加强并行计算能力,寻求两种核心优势互补。
集成显卡将GPU集成在主板上,这个GPU占用CPU以及内存的资源,最大优势是可以节省用户成本。
其在多媒体游戏性能上不如独立显卡,但足以应付用户日常的电脑应用,其集成性也令其功耗更小,集成显卡笔记本可以获得更长电池使用时间。
集成显卡优势主要在笔记本和低价台式电脑。
独立显卡作为独立硬件,拥有自己的GPU、显存等,独立主板之外。
目前,高端独立显卡GPU在晶体管数量、带宽上远高于CPU,例如目前主流的NVIDIA 8800GT显卡,其GPU集成了7.54亿个晶体管,相比之下,主流的英特尔酷睿双核E6550处理器只有2.91亿个晶体管。
同时,独立显卡能耗也不断提高,主流的高端台式机独立显卡需要独立供电,功率在100瓦以上(台式电脑的整体功率约400瓦左右),成为耗电大户。（记者 黄懿）
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