从图形渲染到密集计算 通用GPU的崛起

Cypress与Fermi，向左走，向右走

一个像样的服装设计师，在设计自己作品的时候，总会先思考这些因素：未来将流行哪一种风格？客户又会喜欢哪一种款式？这个命题可以抽象出两种内涵：其一就是作品要针对哪一种应用，其二就是这种应用将采用何种形态来实现？事实上，新一代GPU的设计，也完全涵盖了这两个方面。

在图形领域，AMD的地位与NVIDIA“几乎”对等，“几乎”的意思就是还差那么一点点，至少我们可以看到，AMD在图形驱动的支持方面与对手差距甚远，NVIDIA可以为Windows、Linux和UNIX同时提供驱动，过气的老显卡也从未被抛弃；而AMD只能在Windows平台中保持对等，而且那些一两年前的GPU就得不到妥善的支持，当然更别提它的专业显卡驱动了。

另一方面，AMD无法像NVIDIA一样提供类似CUDA、PhysX这样的丰富软件平台，这让它在通用加速领域束手束脚，而这个领域的落后也很难朝夕赶上。再者，在单GPU芯片的设计方面，AMD一直缺乏NVIDIA这样的功底，迄今为止AMD都没有在晶体管数量方面超过NVIDIA—对结构相对固定的GPU来说，晶体管集成度在多数时候都代表性能的高低。

AMD很清楚自身的缺点，所以它采取灵活的策略来对付对手。显然，AMD的目标只是图形市场，希望能够在独立显卡领域胜过对手，同时图形芯片组再为自家的AMD64平台增加竞争力。这种立意决定了AMD在产品的设计上专注于图形性能本身，并且保持稳健的策略—在R600时代开始之前，AMD认为开发大型GPU芯片的难度越来越大，导致成本居高不下，同时市场铺设动作又非常迟缓。为此，AMD在自家CrossFire交火技术的基础上，制定了多芯片的开发策略。

以二敌一，开发中等性能GPU，再通过数量联合来实现高端性能，
这是一种代价低，升级容易的做法。

多芯片显卡的思想很简单，即GPU芯片不再追求全能和强劲，而只是实现全能性，保证对流行规格率先提供支持，其次便是芯片规模不要太大，以免给制造带来负担。同时，还要保证较好的功耗水准，在满足上述目标的前提下，实现好的性能。显然，这种思路开发的GPU速度一定不是快，但却可以在经济效益上做到好，可以在短时间就上市。至于高端显卡，则可以通过双芯片，甚至四芯片并联的方法进行，以二敌一，来获得性能上的优势。

这种策略令AMD摆脱了新品推出不利的困境，并在商业上获得成功—尤其是在RV770 时代，NVIDIA的GT200完全失去了反击之力，现在AMD又在DirecX11显卡的争霸赛中，整整领先NVIDIA半年多。2009年9月，AMD发布代号为“Cypress(也就是RV870)”的Radeon HD 5870/5850系列显卡，率先进入DirectX11时代，低阶版的其他HD5000系列也很快上市，到现在为止，AMD的Radeon HD 5000系列已代替上一代产品成为主流。但NVIDIA仍只能拿GT200架构的GeForce GTX280/295应对，GT200其实只是2006年底发布的G80的延续，在规格方面比较落伍。很明显，NVIDIA目前的显卡产品不论在规格上还是硬件性能上都全面落败。相信这也是NVIDIA在GeForce FX5800以后遭遇的大危机。

2009年9月发布的Radeon HD 5870，是第一款支持DirectX 11的GPU。

然而，NVIDIA高层和科学家们似乎不以为然，将全部注意力放在即将出炉的Fermi身上，他们始终保持高昂的热情，对这款革命性的GPU保持坚定信念。这种信念的内在动力，就在于Fermi与传统GPU已有了根本性的区别。在Fermi的开发工作启动之初，NVIDIA还在图形市场上占据显著优势，它所考虑的并不仅仅是保住自己的王座，而是希望能将GPU延伸到更广泛的领域，获得新的增长点。由于欠缺CPU业务，NVIDIA必须顾虑未来面临Intel和AMD的全平台竞争，很明显，假如NVIDIA只有传统的GPU，那么未来它必定是死路一条—Intel和AMD在某一天很可能甩开业界标准来打造属于自己的封闭平台，届时NVIDIA即便拥有世界上好的图形技术，那也毫无用处。

有鉴于此，NVIDIA要求它们的新一代产品要更加全能，能够胜任广阔的密集计算要求，而不仅仅只是用作图形渲染。NVIDIA希望它能够进入PC和游戏机之外的更多设备中，比如超级计算机、平板电视以及未来任何需要数字视觉的应用领域。