GPU重分IT奶酪

　　但擁有先天的強(qiáng)大并行計(jì)算能力的GPU被廣大高性能計(jì)算用戶(hù)所接受的道路并非一帆風(fēng)順。

　　作為先驅(qū)者，NVIDIA(英偉達(dá))1999年就推出GPU，2002年就開(kāi)始大力推廣GPU計(jì)算技術(shù)，推出第一個(gè)可編程的GPU，提出了GPGPU概念，即具有通用計(jì)算用途的GPU，這開(kāi)始讓CPU廠商恐慌。但GPGPU編程難度太高，無(wú)法快速推廣。

　　2003年，NVIDIA(英偉達(dá))開(kāi)始全新嘗試，舉三年之力，于2006年成功推出CUDA架構(gòu)(Compute Unified Device Architecture)，于2007年正式發(fā)布。

　　CUDA是一個(gè)更適合于并行計(jì)算的架構(gòu)，提供了硬件的直接訪問(wèn)接口，并率先提供了針對(duì)GPU(圖形處理器)編程的C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境。

　　CUDA是由NVIDIA(英偉達(dá))推出的通用并行計(jì)算架構(gòu)。該架構(gòu)充分將GPU強(qiáng)大的并行計(jì)算能力調(diào)動(dòng)起來(lái)，使GPU能夠在解決復(fù)雜計(jì)算問(wèn)題上發(fā)揮其先天的優(yōu)勢(shì)。開(kāi)發(fā)人員現(xiàn)在僅使用C語(yǔ)言(C語(yǔ)言是應(yīng)用最廣泛的一種高級(jí)編程語(yǔ)言)，就能在基于CUDA架構(gòu)的GPU(圖形處理器)上編寫(xiě)程序，所編寫(xiě)出的程序可以在支持CUDA的處理器上以超高性能運(yùn)行。CUDA將來(lái)還會(huì)支持其它語(yǔ)言，包括FORTRAN， Python以及C++。

　　不僅如此，CUDA還是免費(fèi)的開(kāi)源技術(shù)，使廣大開(kāi)發(fā)者都能挖掘NVIDIA(英偉達(dá)) GPU巨大的計(jì)算能力，解決復(fù)雜的科學(xué)運(yùn)算問(wèn)題。

　　CUDA技術(shù)開(kāi)啟了GPU實(shí)現(xiàn)通用運(yùn)算的大門(mén)，是GPU從專(zhuān)用平臺(tái)走向通用平臺(tái)的一個(gè)里程碑，自然也是下一場(chǎng)計(jì)算革命的真正起點(diǎn)。

　　與英特爾的X86架構(gòu)不同，CUDA基于GPU，但不拘于GPU，而是取長(zhǎng)補(bǔ)短，將CPU串行計(jì)算和GPU的并行計(jì)算融合，開(kāi)啟“CPU+GPU協(xié)同計(jì)算”的全新時(shí)代，即“異構(gòu)計(jì)算”。

　　“異構(gòu)計(jì)算”真正實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)整體計(jì)算能力的最大化利用：GPU和CPU協(xié)同工作，GPU處理大量的圖形和并行處理，CPU處理操作系統(tǒng)和指令的邏輯控制。

　　兩者的協(xié)同比以往單純CPU運(yùn)算高出幾十倍甚至幾百倍，上千倍，將一直局限在大型服務(wù)器集群和超型計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的高性能計(jì)算推向主流，可以使得PC和工作站具有超級(jí)計(jì)算的能力，使得個(gè)人超級(jí)計(jì)算機(jī)的普及成為可能，成為一場(chǎng)真正的革命。

　　目前，基于CUDA架構(gòu)的GPU不僅成為游戲玩家的最?lèi)?ài)，也受到科研機(jī)構(gòu)的青睞。諸如地質(zhì)勘探、生物科學(xué)、流體力學(xué)、金融建模、醫(yī)療成像、有限元計(jì)算等新興應(yīng)用領(lǐng)域，都開(kāi)始廣泛地通過(guò)CUDA架構(gòu)利用到GPU強(qiáng)大并行處理能力，所有開(kāi)發(fā)人員都能夠使用標(biāo)準(zhǔn)的C語(yǔ)言，挖掘GPU中多個(gè)處理單元強(qiáng)大的并行計(jì)算能力。

　　隨著開(kāi)發(fā)人員的不斷壯大，現(xiàn)在GPU計(jì)算滲透的領(lǐng)域不斷增加，與CPU并駕齊驅(qū)。

　　迄今為止，NVIDIA(英偉達(dá))已經(jīng)在全球賣(mài)出了超過(guò)1億顆以上支持CUDA架構(gòu)的GPU產(chǎn)品，CUDA開(kāi)發(fā)人員的數(shù)量已經(jīng)超過(guò)25000人，應(yīng)用程序超過(guò)100個(gè)，全世界有250多所大學(xué)開(kāi)設(shè)了CUDA課程，包括中國(guó)科學(xué)院、清華大學(xué)等，GPU計(jì)算的生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)形成。