“众核计算”将挑战视觉极限

    如果你自认为是个对摄影毫无天赋的菜鸟，拍出来的东西总是被BS，永远不会有MM找你给她拍照的话，那你可以尝试使用“光场相机”，照片焦距随鼠标指点的位置而变化。

    2008年4月举行的Intel信息技术峰会(lDF)上，英特尔副总裁钱安达向人们展示了与Refocus lmaging公司合作的光场摄影技术的最新进展。

    视觉计算呼之欲出

    这种技术是如何实现的呢?

    相比传统数码相机仅能拍摄二维图片，光场相机拍摄的是整个光场，记录影像不再使用像素，而是记录光线。当图片需要显示时，通过先进的软件处理光线，让图片的焦点可以随意变化，即便虚焦了，你还可以通过调取当时的光场信息来进行还原。

    然而，这种采集方式直接挑战的是计算机海量数据的处理能力。英特尔高级副总裁帕特·基辛格对记者说：“相比现在的百万亿次的计算规模而言，能够逼真还原2D图形、3D图像的计算平台称为“视觉计算”平台，运算量达到千万亿次。”

    IDF会议上，基辛格向人们展示了英特尔视觉计算方面的最新进展。

    并不陌生的新技术

    其实，视觉计算这个概念(或者说词汇)才刚被Intel对外宣传不久，而在这之前，包括科研院所、相关企业在内的许多机构，已经在如何用计算机更好地处理图形图像这个领域研究了很久。让我们稍稍回忆一下这几年3D游戏画面效果的改变。图1是早期的CS截图，爆炸的火焰假得很明显。接下来在几年后的魔兽世界，光的效果细致了很多。不过人物手这样的细节还比较粗糙。最后是XBox360里的著各游戏《战争机器》，不愧是顶级的游戏机，无论是光线、渲染、细节备方面已经非常逼真了。

    对比之下，视觉效果的进步显而易见。3D渲染、物理加速、DirectX……在几十年间，无数知名不知名的技术持续不断地推进着视觉体现向更清晰、更逼真、更影院级迈进。而在未来，我们不止一次地说过，计算机的视觉体验将终有一天达到和现实世界完全一样的程度，这背后做支持的就是算法、计算能力、硬件架构等等的技术创新。

    千万亿次计算是基础

    为什么现在实现不了和现实世界完全一样的逼真效果呢?大家知道，目前CPU的主频普遍达到了2G Hz(1G-10亿)，这换算成CPU每秒进行的计算次数就是20亿次，听起来貌似很快，但还远远达不到大规模图像计算的要求。从去年开始，像Intel，AMD这样的CPU制造商，IBM这样的服务器制造商以及不少学术科研单位。就都在研究万亿次计算(即CPU每秒计算一万亿次)，十万亿次计算甚至千万亿次计算。不少厂商把这些都归类于“万亿级计算”。如今，lntel和AMD都已经实现了万亿次计算，十万亿次计算也指日可待。

    如果将现在普遍的CPU计算比作加法，那么万亿次计算的感觉就是做乘法，甚至3次方、4次方的计算，两者对数据的处理能力那可以说完全是两个级别。那么对这种计算能力的提升靠什么来实现呢?我们知道，CPU在计算机里一般是用来做通用计算的，而GPU(图形处理器)一般做浮点运算(三维图形渲染)，虽然它们哥俩本是同根生(硅晶圆)，但是由于蚀刻出来的内部构造不同，CPU在处理并行化任务时显得力不从心，即便在进入多核时代后，依然不能满足用户的需求。而GPU在浮点运算能力上要远强于CPU。于是，人们设想，如果能够发挥GPU的性能潜力，让它协助CPU处理复杂的任务，不就可以解决未来CPU发展的性能瓶颈了吗?因此，将CPU和GPU整合起来的计算构架被一致看好。

    整合是整合，但是擅长CPU制造的Intel和擅长GPU制造的AMD分别从自己的优势出发，走出了以CPU为主和以GPU为主的两条道路。

    众核平台是关键

    先来说说AMD吧，自从收购了ATi，它就掌握了先进的GPU技术，成了图形图像计算领域里的大腕。在前不久举行的2008年AMD创新技术大会上，AMD图形产品业务高级技术市场经理DaYid Nalasco以《前所未有的全新图形处理性能》为题，介绍了ATi Radeon HD 3000系列GPU带来的视觉改变。

    给我留下最深印象的就是个同时支持8个显示设备的技术，这就是HD 3000系列GPU中的CrossFireX功能。CrossFireX直译就是交火，说白了就是多个GPU可以连在一起工作。仔细看图的机箱，里面层层叠叠码了4块显卡，每个显卡里集成了2个GPU，支持8个显示设备就是这么实现的。

    有业内人士表示，从AMD目前的策略来看，近两年它们更希望通过集成多个GPU，同时优化多个GPU并行工作的算法来实现图形图像数据的庞大计算。我同时也回想起nVIDIA亚太区技术市场总经理邓培智的话，他表示，从过去的20年看，GPU的架构都没有什么太大变化，而在未来，“nVIDIA还会在相当一段时间保持现有的GPU架构”，“从技术上说，GPUI以后还是有很大发展的，可能会出现其他的渲染模式”。可以说，独立显卡领域最知名的两家老牌厂商站在了一起，它们还是会遵循原来的发展路线。

    而另一边的Intel则预计在明年推出一套名为Larrabee的架构，来应对拥有庞大数据量的视觉计算。Larrabee在未来落实到产品上就是一款独立显卡。Intel研究院研究经理张益民博士通俗地解释说：“这个显卡中的GPU更像是一个众核CPU的GPU。”(众核对应的是多核，lntel将多核规定在2—8个核心，而众核的核心数量则更多)或者说，Intel在以做CPU的方法来做GPU。比如，Larrabee的GPU用到了传统GPU从来没用过的X86指令集。指令集是CPU才有的东西，CPU靠它来计算和控制系统。这就是Larrabee区别于传统GPU最根本的一点。

    相比上面提到的两家厂商，Intel的理念的确大有突破。那么，我们不禁要问，除了在CPU技术方面有先天优势外，再战独立显卡市场的Intel有稳操胜券的把握吗?它的把握来自于对X86指令集和在软硬件领域号召力的自信。首先，对于众多熟悉X86指令集的程序员来说，为Larrabee开发程序更容易，不是非常了解图形运算的程序员也可以进行开发。其次，Intel一旦拿出这样的产品，相信很快会得到游戏及软件厂商的支持。形成后来者居上的形势。