什么是GPU微架构,看这篇就够了

本文来源:象帝先GPU科普专栏——象话GPU


浏览消费电子相关的新闻时,我们常常会听到一个词--微架构,比如“该芯片基于某某架构设计而成”,“某某芯片公司又推出了新一代架构”,那么什么是微架构,它和芯片又有哪些关系呢?今天,我们就一起走进微架构!


什么是微架构

定义介绍

GPU微架构,也称微结构或微体系结构,是指GPU指令集组织和协同处理器工作的实现方式。

微架构包含处理器内部的构成以及这些构成起来的部分如何执行指令集架构。它定义了处理器如何响应机器级指令集,并决定了如何通过硬件组件执行这些指令。

就像建筑工程图纸会规划建筑的内部布局、结构,对建筑的外观、装修、施工、使用设备提出相应要求一样,GPU微架构明晰了GPU软件层面逻辑关系及硬件层面的物理实现。

在很多场合,微架构指代的就是芯片处理器架构设计,这包括了处理器的核心功能组件,以及它们之间的连接方式如执行单元、寄存器、缓存、内存管理单元、流多处理器(SMs)等。


微架构有多重要

重要意义

GPU微架构是连接GPU硬件能力和最终用户体验之间的桥梁。作为整个芯片设计流程的最开端,它的设计水准影响着整个芯片的性能、功耗、可靠性表现,直接决定着GPU芯片产品的竞争力,是一个公司技术创新实力的体现。

在以下几个方面,微架构都发挥着关键的作用。

性能优化

微架构的设计通过优化执行单元的数量、类型和配置,直接影响到GPU的性能,提高GPU处理并行任务的能力,这对于图形渲染和计算密集型任务至关重要。

能效比

一个优秀的微架构能够在保持高性能的同时减少能源消耗,从而提高能效比。这在移动设备和算力中心尤为重要,因为它们对能源消耗和热设计功率(TDP)有严格的限制。

特性支持

新的微架构通常会支持新的技术特性,如光线追踪、AI加速等。这些特性可以提升图形渲染的真实感,或者加速特定的计算任务。

兼容性和前瞻性

微架构的设计需要考虑向后兼容性,并为将来可能的技术发展留出空间。一个良好的微架构设计可以确保GPU在未来几年内保持竞争力。

近些年,随着图形渲染和计算需求的不断增长,对微架构设计的要求也在不断提高,各家GPU厂商不断优化技术内功,提升微架构设计创新能力,以满足市场需求。作为一家全功能GPU厂商,象帝先GPU芯片的微架构又处于什么水平呢?(点击阅读原文


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