CPU／APU：一场无声的反垄断技术较量

探究AMD发展APU产品缘由

AMD已经正式发布了旗下的Llano APU产品，业界对它寄予了很高的期望，APU是一个有别于数十年CPU的全新产品，它的推出有着很深的历史渊源，那么究竟为什么AMD要发展APU产品，APU究竟能给我们带来和CPU什么不一样的地方？今天我们就此进行下面的分析。当然本人的分析不一定完全正确，仅是笔者的个人见解，欢迎网友们提出批评意见。

AMD发展APU有着诸多的原因

首先，APU中文名称加速处理器，它融合了此前的CPU核心和GPU图形核心，并且通过业界标准的OpenCL和DirectCompute接口进行异构计算，应用程序将可以适时调用APU内部的CPU和GPU单元协同计算，带来更快速、更丰富的计算体验。很明显，AMD希望通过APU来弥补CPU的缺陷，以和竞争对手直接对抗。AMD的这个意图有着很深刻的原因，其中CPU指令集一直被竞争对手所掌握是其中一个重要因素。

下半年AMD APU产品线对抗Intel CPU

惨痛教训迫使AMD重新思考

说到指令集对处理器的影响，就从近年两家处理器厂商的举动开始吧。

我们知道处理器的指令集可以认为是处理器性能的催化剂，通过它可以大大加速处理器的某些计算性能和效率。一直以来，Intel以处理器市占领导着指令集延伸技术发展，与各大软件厂商合作令软件执行效率得以提升，而AMD只能被Intel牵着走，产品在指令集支持上永远落后对手，就以45奈米Penryn支持47条全新SSE4指令集为例，AMD虽表示支持SSE4A，但实质只含有Intel SSE4数条指件，有名无实。

为了打破在指令集延伸技术一直落后的窘境，AMD在07年8月份，抢在Intel之前宣布推出SSE5指令集延伸技术，并计划配备在K10之后的下一代“Bulldozer”核心架构中，2009年推出实际产品。据了解，SSE5初期规划加入超过100指令，其中最值得注意的包括︰三操作数指令（3-Operand Instructions）及熔合乘法累积（Fused Multiply Accumulate）。

AMD此前表示，SSE5指令集的使命之一是增强高性能计算应用，并充分发挥多核心、多媒体的并行优势。SSE5将把以往只存在于高性能特殊架构里的功能引入到x86平台中，以此最大化每条指令的输出能力，并增强代码库。

2007年8月，AMD抢先宣布了SSE5指令集（之前从SSE到SSE4均为Intel制定），但Intel随即表示，不会支持SSE5。转而在2008年3月，Intel宣布了Sandy Bridge微架构，其中将引入全新的AVX指令集。4月份，Intel公布了AVX指令集规范，随后开始不断进行更新。

Intel此举很大程度影响了未来软件厂商的支持取向，AMD在业内的影响力远不及Intel，如果AMD单方面力挺SSE5，势必在未来的性能对抗中落败；迫于竞争压力，AMD不得不选择支持Intel提出的AVX（高级矢量扩展）指令集，同时采用AVX架构重新改写AMD的SSE5指令集，重定义为XOP（eXtended Operations指令扩展），CVT16（半精度浮点转换）以及FMA4（4操作数乘加）。

Bulldozer历经艰难终将登场

做出这个决定是需要付出惨重代价的，这意味着处理器架构要做大幅调整，到了08年11月，AMD的最新路线图就显示，Bulldozer已经推迟到了2011年推出。AMD在推土机处理器上，可以说重重摔了一个大跟头，这也就促使了AMD要绕过CPU，通过自身优势项目来弥补自身缺陷，很显然这个任务就落到了GPU身上。

APU V.S.CPU：开放挑战独断

另外，AMD发展APU有着很大应用需求发展背景，因为我们日常电脑使用中，会接触到越来越多的3D计算、并行数据信息，比如我们未来的网页将会向3D化发展，我们的视频信息需要进行高速并行处理，这种计算正是GPU的优势所在。这种需求也就成为APU发展的基础。

CPU自身结构是工作频率高，核心数少，如果进行大规模并行计算的话，显然比GPU要占下风，尽管可以通过优化处理器指令集来加速这种计算性能，但是，未来用户发展需求在不断变化，而指令集牢牢被Intel一家所占据，显然不可能根据应用发展通过完全开放的编程实现优化。

而目前GPU技术已经发展到DirectX11，已经有OpenCL和DirectCompute这些公开的业界接口标准，如果未来软件都支持了OpenCL和DirectCompute以后，它带来的加速效果可能要比处理器指令集来的更好，孤零零闭门造车的指令集重要性可能就不会像前几年那么高了。

需要提到的是：Intel这一代Sandy Bridge处理器只支持到DirectX 10.1，无法支持OpenCL和DirectCompute公认标准。

APU OpenCL加速应用逐步开花

AMD 2011年6月13日宣布，越来越多的创新软件应用程序在大规模采用OpenCL行业标准。AMD公司与领先的软件公司已经密切合作，以帮助他们优化通用平台上的应用程序，同时还采用包括AMD Fusion加速处理器（APU）在内的最新技术加速这些程序。

软件开发人员乐于采用通用的应用程序编程接口（APIs）。得益于OpenCL标准固有的跨平台、跨操作系统和跨硬件供应商的灵活性特点，软件行业正迎来基于OpenCL标准开发消费类和商业应用程序的风潮。

下面是已经支持OpenCL或在不久的将来支持OpenCL的领先应用程序实例：

DVD/媒体播放器

• ArcSoft 公司：TotalMedia Theatre — 一体化视频播放软件

• Corel 公司：WinDVD— Blu-ray 和 DVD 播放软件

远程呈现和网络摄像头应用程序

• ArcSoft 公司：Webcam Companion — 三维及高清网络摄像头综合应用程序

• ViVu公司：VuRoom — 多方桌面视频会议软件

• ViVu 公司：VuCast — 宽域视频网络广播软件

视频制作/编辑软件

• ArcSoft 公司：ShowBiz — 视频编辑软件

• Corel 公司：Digital Studio — 集成式多媒体软件组

• Corel 公司：VideoStudio Pro — 高清视频编辑软件

• Cyberlink 公司：PowerDirector — 视频编辑软件

• Sony公司：Vegas Movie Studio HD — 家庭影院高清视频编辑解决方案

• Sony公司： Vegas Pro — 专业的高清视频、音频和Blu - ray光盘制作解决方案

视频、照片特效、影像及效用

• ArcSoft 公司：Panorama Maker Pro —照片和视频缝合与媒体管理器

• eyeon公司：Fusion — 视觉特效与合成工具

• HP Labs：“每一页都与众不同（Every Page Is Different）”光栅图像处理和千兆像素实时成像应用于惠普大幅面的商业和工业打印解决方案

• Viewdle公司：Uploader — 照片面部识别软件

• Viewdle公司：Video SDK — 视频开发面部识别软件工具包

视频转换软件

• ArcSoft 公司：MediaConverter — 多媒体文件转换器

• Rovi公司：MainConcept Transcoding Platform — 专业的转码应用程序

• Rovi公司：MainConcept H.264/AVC OpenCL — 编码软件开发工具包

工程仿真软件

• Altair Engineering公司：HyperWorks RADIOSS — 线性和非线性仿真有限元分析（FEA）求解器

• Dassault Systemes公司：产品生命周期管理（PLM）— 模拟和 CAD 软件

• DEM Solutions公司：EDEM — 颗粒流仿真的离散单元模型软件解决方案

• ESI Group公司：PAM-CRASH 和 PAM-STAMP 2G 求解器 — 原型和制造工艺数字模拟软件

• MSC Software公司：MSC Nastran — 通用有限元分析解决方案

• OPTIS公司：RTLab 和 VRLab — 实时光线跟踪软件解决方案

AVX2已经登场 Intel需加强GPU

近日国外消息显示：2013年，Intel下一代架构处理器Haswell将会支持新的指令集“AVX2”，AVX2将在AVX指令集的基础上新增更多的功能，进而提升处理器的计算性能。

从SSE到AVX指令集性能变化

Intel依然通过更新AVX指令集提升自身处理器的性能，不过显然，Intel还需要改进自己的图形性能，对于AMD来说，发展自己的异构计算结构，会比在风雨飘摇状态中优化指令集更加妥当，否则长期会被竞争对手牵制住，处于被动局面。

Haswell将要到2013年才登场，也许到时候AMD的异构计算已经遍地开花，AVX2的重要性可能就不那么重要了。

APU到来，意味着CPU和APU、Intel和AMD的新一轮较量正在开始了。希望APU一路走，给消费者带来更出色的产品。