過(guò)去的一年可以稱得上是GPU之年。但事實(shí)上，除了在核心領(lǐng)域(深度學(xué)習(xí)、VR、自動(dòng)駕駛)，GPU在通用計(jì)算領(lǐng)域的應(yīng)用仍然很模糊。

搞清楚GPU的作用，要先從CPU開始。大多數(shù)人對(duì)計(jì)算機(jī)CPU并不陌生。CPU的設(shè)計(jì)用途，是對(duì)多種應(yīng)用進(jìn)行低延遲處理。CPU非常適合用于多功能任務(wù)，比如電子表格、文字處理、Web應(yīng)用等等。于是，傳統(tǒng)上CPU是絕大多數(shù)企業(yè)的首選計(jì)算方案。

GPU的架構(gòu)與CPU很不一樣。首先，GPU并不具備多功能性。其次，與消費(fèi)級(jí)CPU個(gè)位數(shù)的核心數(shù)目不同，消費(fèi)級(jí)的GPU通常有上千個(gè)核心--特別適合處理大型數(shù)據(jù)集。由于GPU在設(shè)計(jì)之初有且只有一個(gè)目的:最大化并行計(jì)算。

GPU誕生之初

在90年代，一批工程師意識(shí)到:在屏幕上進(jìn)行多邊形圖像渲染，本質(zhì)上是個(gè)能并行處理的任務(wù)--每個(gè)像素點(diǎn)的色彩可以獨(dú)立計(jì)算，不需要考慮其它像素點(diǎn)。于是GPU誕生，成為比CPU更高效的渲染工具。

簡(jiǎn)而言之，由于CPU在圖像渲染方面的能力不足，GPU被發(fā)明出來(lái)分擔(dān)這部分工作，此后就成了專門搞這方面的硬件。

有了上千個(gè)更加簡(jiǎn)單的核心，GPU能高效地處理讓CPU十分吃力的任務(wù)。只要有合適的代碼配合，這些核心就能處理超大規(guī)模的數(shù)學(xué)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)逼真的游戲體驗(yàn)。

并行計(jì)算

并行計(jì)算是發(fā)揮GPU性能的關(guān)鍵。這意味著可以同時(shí)處理運(yùn)算，而不是一步步進(jìn)行。復(fù)雜問(wèn)題可被分解為更簡(jiǎn)單的問(wèn)題，然后同時(shí)進(jìn)行處理。并行計(jì)算適用于HPC和超算領(lǐng)域所涉及的許多問(wèn)題類型，比如氣象、宇宙模型和DNA序列。

CPUvsGPU小結(jié)

GPU在以下方面有別于CPU:一枚GPU芯片有幾千個(gè)核心。通常意義的CPU最多只有22個(gè);GPU為高度并行的運(yùn)行方式而設(shè)計(jì)，CPU為一步步的連續(xù)計(jì)算而設(shè)計(jì);GPU的內(nèi)存帶寬比CPU高得多;CPU適合于文字處理、運(yùn)行交易數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等場(chǎng)景，GPU適用于DNA排序、物理建模、消費(fèi)者行為預(yù)測(cè)等任務(wù)。

經(jīng)濟(jì)成本

GPU代表著計(jì)算的將來(lái)。但它的商用價(jià)值如何呢?

GPU在經(jīng)濟(jì)成本上其實(shí)占優(yōu)勢(shì)。首先，一個(gè)完整的GPU服務(wù)器比一個(gè)完整的CPU服務(wù)器要貴很多。但兩者之間難以直接對(duì)比。一個(gè)完整的8路GPU服務(wù)器，成本可達(dá)八萬(wàn)美元。但一個(gè)中等的CPU服務(wù)器配置大約只需要9000美元。當(dāng)然，RAM和SSD的使用量對(duì)價(jià)格有很大影響。

很明顯，如果你要做的只是并行計(jì)算，選擇GPU服務(wù)器要?jiǎng)澦愣嗔?。極端情況下，如果硬要上250臺(tái)CPU服務(wù)器，加上電費(fèi)、場(chǎng)地費(fèi)、網(wǎng)費(fèi)、溫控、維護(hù)管理費(fèi)，最終價(jià)格會(huì)是天文數(shù)字。因此，如果并行計(jì)算占了公司工作量的大部分，從投資回報(bào)率的角度，GPU是正確的選擇。

在云時(shí)代，GPU計(jì)算的門檻已經(jīng)無(wú)限降低，比起建立自己的GPU服務(wù)器，租用GPU云計(jì)算服務(wù)對(duì)于很多客戶來(lái)講更劃算。

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