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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，處理量最多只能提高至 4 倍。這還是簡化了計算所得到的結(jié)果，并沒有考慮為確保緩存一致性而保持的同步動作，以及多個內(nèi)核集中訪問主存時所需的等待時間等因素。因而處理量不一定能提高 4 倍，特別是服務(wù)器經(jīng)常同時面對多個處理要求，如果各個處理所涉及的數(shù)據(jù)相互獨立，其逐次執(zhí)行的部分會很少。

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

各廠商的方案及歷程如下表所示：

廠商	方案	特點及應(yīng)用
AMD	率先提出 Fusion 方案。將多個同類型的 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)，這樣就能實現(xiàn)多核結(jié)構(gòu)之間的存儲器共享。多核異構(gòu)處理器除了 GPU 還可同時集成信號處理等其他專用系統(tǒng)的內(nèi)核。
NVIDIA	GPU 的理念的實質(zhì)就是將圖像處理器用于通用計算。利用圖像處理器 GPU(General Purpose Computing on GPU)擅長浮點運(yùn)算的特點，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，開發(fā)出適于自己產(chǎn)品的專用編譯程序。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，總線很可能成為提高系統(tǒng)性能的瓶頸，因此連接多個內(nèi)核的接口自然地成為關(guān)注點。AMD 的 HyperTransport 3.0 和 Intel 的 Quick Path 技術(shù)都是用于解決這一問題的。可以說，總線已成為提高多核處理器計算性能的關(guān)鍵。

4. 插曲：ARM 與 Intel 在手持設(shè)備市場的“廝殺”
曾幾何時，微軟在上網(wǎng)本市場占有明顯優(yōu)勢，占據(jù)了 80%～90%的份額，這個數(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。從那個時候開始，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)無法滿足消費(fèi)者的使用需求，這類產(chǎn)品也因此被市場淘汰掉。盡管如此，Atom 處理器仍然存活了下來，并且其載體開始轉(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、電池使用周期長以及成本低而受到廣泛贊譽(yù)。正是基于這個原因，ARM 與 Qualcomm、NVIDIA、TI 甚至 Apple 合作，使其 CPU 打入新興的上網(wǎng)本市場。而 Intel 顯然不滿足于當(dāng)時它的 Atom 在上網(wǎng)本市場取得的成績，于是設(shè)法搶占屬于 ARM 的手持設(shè)備以及移動互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備市場。

但事實卻是不容樂觀的，2015 年，業(yè)界這樣評價 Atom：

“Atom 處理器這一路走來，跟成功這兩個字似乎一點關(guān)系都沒有，因為它沒能讓搭載它的產(chǎn)品成為市場的主流，其性能是最重要的因素，沒有之一?！?/p>

在慘痛的事實面前， 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 系列針對網(wǎng)路邊界的應(yīng)用，提供卓越效能以及獨特的功能組合，包括工業(yè)、汽車、視訊、製造、零售等市場。

全新的 Intel Atom 處理器 E3900 系列實物圖

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)國時代：8 位處理器的恩怨與紛爭（上）

之三：處理器的春秋戰(zhàn)國時代：8 位處理器的恩怨與紛爭（下）

之四：處理器的三國時代：蘋果攪動 MCU 江湖

之五：處理器的三國時代：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：英特爾如何稱霸 PC 江湖？

之七：AMD 稱霸 PC 處理器市場的“曇花一現(xiàn)”

之八：CPU 兩大陣營對擂，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？