後PC時代運算主流：異質多核心

微處理器的世界隨著PC時代的式微及智慧手機和平板時代的興起，也跟著起波瀾變化。其中一個重要的變化，就是只靠CPU已不能滿足後PC時代的運算需求，如今需要混合使用CPU、GPU、DSP等各種微處理器，才能發揮最大的效率。這就是今後半導體廠面對的「異質性架構」微處理器發展方向。

圖一 : HSA基金會的發展藍圖

一旦有製造商能同時整合兩種以上微處理器性能，立刻就變身為極具競爭力的廠商。

Nvidia正是這樣的一個例子，該公司在2007年開始提供軟體開發環境「CUDA」，讓過去多被視為只能處理繪圖程式的GPU，靠著CUDA的數學運算能力，發揮比CPU更優異的運算能力，能在大量浮點運算應用層面上逐漸和CPU並駕齊驅。正因為功能強大，產業界和學術界實際開始嘗試使用CUDA的平行運算程式的人不斷增加。

有鑑於CUDA運算程式只能採用Nvidia的GPU來作為執行運算環境，因此另一項最初由蘋果電腦提案開發的開放計算語言(OpenCL，Open Computing Language)也已受到重視。OpenCL是為因應混合式計算而開發的軟體，可以定義以GPU或DSP、FPGA等不同類型的處理器執行程式的應用程式介面(API)。它的目的是避免浪費繪圖處理器的能力，讓程式能在中央處理系統中執行，也可以分配給GPU及DSP執行，提高繪圖處理器的執行力，非常有利於3D或H.264技術的執行。

另一方面在去年6月成立的「HSA基金會」(Heterogeneous Systems Architecture, 異質系統架構基金會)，由AMD和ARM結盟主導，包括Qualcomm、三星電子、聯發科、蘋果繪圖矽智財供應商Imagination Technologies、以及美國CEVA、德州儀器等跟行動裝置用SoC相關的主要企業都是該基金會的成員。

該基金會的目的是把CPU和GPU各自所用的記憶體及控制器整合起來，也就是CPU和GPU共享記憶體，以節省記憶體位址(memory address)的空間。這是一個新架構，需要以異質運算的新軟體開發環境來因應，這就是HAS基金會正在做的事。

未來的CPU、GPU及DSP等或許會以同時存在但共享記憶體的方式存在，因而導致LSI上的回路產生很大改變。

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