为了解答这个问题,SemiEngineering汇集了业内的观点并整理成文。虽然文章内容较为专业,但我们会尽量以通俗易懂的方式呈现。
从CPU的发展历程来看,这些“XPU”中的大多数并不算是真正的处理器。机器学习加速器虽然用于加速特定任务的处理,但它们并不完全等同于传统的处理器。这些加速器在执行特定工作负载时,展现出了独特的处理能力。
处理器的基本定义是能够执行指令的电子设备。它的核心要素包括指令集架构(ISA),定义了处理器如何执行任务。在过去的几十年里,处理器的架构不断创新,从处理器(CPU)到后来的图形处理器(GPU),再到现在的各种“XPU”,每一种都有其独特的处理方式和优化目标。
现代SoC中往往不仅仅包含单一类型的处理器,而是由多种不同类型的处理器或可编程引擎组成。这些引擎通过共享一个公共的API,能够在同一个系统中协同工作,根据不同的任务需求分配软件任务到最适合的硬件上。这其中的“XPU”更多是一种营销手段,用于描述厂商的处理器或处理方案,而非真正的硬件架构名称。
过去,硬件与软件的边界由指令集架构(ISA)定义,而内存则是连续可寻址的。但在多处理器的环境下,内存的定义和访问方式也发生了变化。现在,数据可以从一个加速器直接传输到另一个加速器,这改变了传统的一致性访问模式。
不同的硬件架构对应着不同的应用需求。比如云端和边缘设备虽然都在运行相同的软件,但它们的架构和运行环境可能完全不同。云端需要灵活的硬件支持多种应用和大量用户,而边缘设备可能更注重低延迟和功耗控制。硬件设计需要根据具体应用进行优化。
为了满足这些需求,现在的硬件架构现了许多抽象层。从低级的硬件内核到高级的软件框架,每一层都在为上层提供支持和服务。这需要编译器和框架的支持,将软件映具体的硬件上。
以Google的TPU为例,尽管它是一个专门用于加速机器学习任务的处理器,但“TPU”这个词并非代表某种特定的硬件架构。它更多是一个品牌名或者产品名,用于描述Google为其特定应用或算法优化的处理方案。
处理器的发展是随着应用需求和技术进步不断演变的。现在的SoC中包含了多种不同类型的处理器或引擎,它们通过协同工作来满足不同的任务需求。而“XPU”这个概念更多是厂商为了营销和品牌推广而提出的,并不代表真正的硬件架构差异。
结语