写在前面:各种平台各有千秋,关键是要用在合适的场合解决具体的特定需求才能发挥最大优势。
CPU(Central Processing Unit)
中央处理器作为计算机系统的运算和控制核心,是信息处理、程序运行的最终执行单元,,CPU 是对计算机的所有硬件资源(如存储器、输入输出单元) 进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元。
优点:CPU有大量的缓存和复杂的逻辑控制单元,非常擅长逻辑控制、串行的运算
缺点:不擅长复杂操作,不利于处理并行重复的操作
主要性能衡量指标:主频、外频、缓存等
生产厂商:intel、AMD
GPU(Graphics Processing Unit)
图形处理器,又称显示核心、视觉处理器、显示芯片,是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备(如平板电脑、智能手机等)上做图像和图形相关运算工作的微处理器。
优点:提供了多核并行计算的基础结构,且核心数非常多,可以支撑大量数据的并行计算,拥有更高的浮点运算能力。
缺点:管理控制能力(最弱),功耗(最高)。
主要性能指标:内存带宽、处理处理、显存大小
生产厂商:AMD、nVIDIA
总结:CPU是一个有多种功能的优秀领导者。它的优点在于调度、管理、协调能力强,计算能力则位于其次。而GPU相当于一个接受CPU调度的“拥有大量计算能力”的员工。
FPGA(Field Programmable Gate Array)
FPGA是在PAL、GAL等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
优点:可以无限次编程,延时性比较低,同时拥有流水线并行和数据并行(GPU只有数据并行)、实时性最强、灵活性最高
缺点:开发难度大、只适合定点运算、价格比较昂贵
主要性能指标:逻辑单元、存储器、乘法器、dsp
生产厂商:Intel(收购了altera)、Xilinx
DSP(Digital Signal Processing)
DSP芯片即指能够实现数字信号处理技术的芯片,DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构,具有专门的硬件乘法器,广泛采用流水线操作,提供特殊的DSP指令,可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。
优点:程序和数据空间分开,可以同时访问指令和数据、可编程性、可嵌入性,DSP适用于系统较低取样速率、低数据率、多条件操作、处理复杂的多算法任务、
缺点:相对来讲功能比较少、不能处理太高速的信号,因此会集成在FPGA中
性能指标:速度、精度、寻址空间
生产厂商:TI、AD
ASIC(Application Specific Integrated Circuit)
ASIC,即专用集成电路,指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。 目前用CPLD(复杂可编程逻辑器件)和 FPGA(现场可编程逻辑阵列)来进行ASIC设计是最为流行的方式之一。
优点:它作为集成电路技术与特定用户的整机或系统技术紧密结合的产物,与通用集成电路相比具有体积更小、重量更轻、 功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、 成本降低等优点。
缺点:灵活性不够,成本比FPGA贵
主要性能指标:功耗、速度、成本
生产厂商:英特尔(Intel)、富士通(Fujitsu)、飞思卡尔(Freescale)、IBM、英飞凌(Infineon)
ASIC产品适用于设计规模特别大,如CPU、DSP或多层交换芯片等,或者是应用于技术非常成熟且利润率非常低的产品,如家用电器和其它消费类电器,亦或是大量应用的通用器件如RAM、PHY等。
FPGA产品适用于设计规模适中,产品要求快速占领市场,或产品需要灵活变动的特性设计等方面的产品。