大家好,我是CPU一號車間的那個阿Q,好久不見,我想死你們了~
不認識我的請去這里這里補補課:完了!CPU一味求快出事兒了!
主板上的新鄰居
“阿Q,快別忙了,馬上去一趟會議室,領導有重要事情開會”,一大早,咱們CPU廠里的總線主任就挨個到8個車間通知大家開會,神色有些凝重,
“什么事情,這么著急?”
“聽說是主板上新來了一家單位,來搶咱們CPU工廠的飯碗了”,主任小聲的說到,
“還有這種事情?”,我二話沒說趕緊起身出門了,
來到會議室,沒想到大家都已經到齊了,就差我了,

見我到來,領導開始講話:“諸位,想必大家可能都有所耳聞,就在昨天,在咱們CPU工廠的不遠處,主板上新來了一家叫GPU的單位,公開搶我們飯碗,今天召集大家就是商討應對之策”
“GPU,我知道,就是圖形處理器,就是干圖形計算的,怎么能搶我們的活呢?領導你多慮了吧”,我回頭一看,原來是六號車間的代表小六在發言,

“哦,看來你對他們很了解嘛?”,領導問小六,
小六有些不好意思的說到:“實不相瞞,在跳槽到這里來之前,我在另外一家CPU工廠上班,那里的主板上就有個GPU,他們主要承接一些圖形渲染相關的計算作業,不過他們都是執行一些固定的操作,計算電路都是固定的,根本都不具備可編程的能力,跟我們CPU那是沒法比的”

“小六,士別三日都當刮目相看,你有多久沒見他們了?現在他們不僅和我們一樣可以編程,據說團隊規模擴張,現在已經是通用計算架構了,名字都要改了,叫什么GPGPU,連計算速度都比我們快了!”,領導說的擲地有聲,會場一下安靜了下來,
“阿Q、小六,你們兩個想辦法混進去他們工廠摸摸情況,匯報以后咱們再繼續討論,大家意下如何?”,領導望向大家,
我還沒反應過來,大家都紛紛說好,看來這份差事我是躲不掉了,
潛入GPU內部
當天夜里,我與小六偷偷溜進了GPU工廠,沒想到雖然夜已深,但里面還是燈火通明,一派繁忙的景象,

等到進入了他們作業的地方,我和我的小伙伴都驚呆了!好家伙,這規模也太大了,放眼望去,全是一個個的作業車間,一眼望不到頭,

“Q哥,他們這也太猛了,咱們CPU也就8核,才8個車間,他們這我目測不下1000個車間,難道他們有1000多個核,看得我眼睛都花了!”,小六滿臉驚訝的說到,
“我看沒那么簡單,你仔細看他們的作業車間,比我們的可簡陋多了”
“還真是,那些橙色的地方應該就是快取吧,比我們可小多了,還有他們好像大部分都是計算電路,邏輯控制電路很少”

“你們不去干活,躲在這干嘛?”,不好,我們被巡邏的給發現了!但好像他并沒有認出我們的身份,把我們當成這里的員工了,
我倆尷尬的點頭笑著說到:“休息休息,我們這就回去”
“你倆快去1024號車間,那里還缺人手”
“好嘞好嘞,這就去,這就去”
我堂堂CPU一號車間的指令執行長官阿Q,居然在這里對這個小小巡邏點頭哈腰的,想想都氣!
GPU的秘密
找了好久,我倆終于來到1024號車間,這里有一個小哥正忙的不可開交,見到我們到來,小哥高興的說到:“你們可算是來了,我這都忙死了”
“今天都這么晚了,這是在忙著執行什么程式啊”,我試探性的問到,
“今天有點背,程式員下班前留了一個深度學習的神經網路訓練任務給我們,今兒晚上大家肯定沒法休息了,搞不好得通宵”,小哥一邊忙著操作計算電路進行資料計算,一邊對我們說到,
小六給我使了個眼神,然后對小哥說到:“你空了給我們介紹下作業吧,讓我們也干點活”
“對,對,讓我們也幫你分擔點”,我跟著附和,
“你們先坐坐,這一輪訓練馬上就要結束了,趁著空當給你們介紹介紹,”,小哥說完擦了擦額頭的汗,
趁著小哥在忙,我倆四處轉了轉,“小六啊,他們這車間比起咱們CPU確實顯得寒酸了許多,我們每個車間可都是標配了一二級快取的,少說也有幾百KB,他們可沒有這個待遇,而且他們的計算資源電路也簡單很多,像我們用于分支預測和亂序執行的邏輯控制電路這里都沒有”

“Q哥高手啊,這里這么多電路你都能認得出來?”
“俺在CPU廠里混了那么多年,這都認不出來那不白干了嗎?”
“不對啊,按照你說的,他們這里的電路應該很少才對,可是你看怎么這么多”,小六的話引起了我的注意,

再仔細一看,計算電路雖然沒我們那么復雜,但計算單元ALU卻有很多份!要知道在咱們CPU工廠,一個車間也只有一份,
正在納悶之際,小哥忙完了手里的活,走了過來,“總算可以歇口氣了”,
“大哥辛苦了,想問一下這里怎么這么多重復的計算電路啊?這不浪費嗎?”,我趕緊上前問到,
小哥不以為然,“這可不是浪費,在咱們GPU工廠的車間里,每個車間都配置了很多個計算單元,我可以操作它們同時進行批量的資料計算,提升速度”
“批量計算?還能同時?”,小六問到,
“是啊,像我們GPU工廠承包的活基本都是這種型別,像3D影像渲染中每個像素的計算,深度學習中張量和矩陣的計算,它們有一個特點,都是演算法固定,只是資料不一樣而已,同樣的計算邏輯,我喂給它們不同的資料就可以并行計算了!這個叫SIMT(Single Instruction,Multiple Threads)技術”,小哥得意的說到,

“SIMT?這技術怎么感覺那么眼熟呢?”,我問到,
小哥繼續笑著說到:“那可不,這一招CPU他們早就用過了,我們這是借鑒”
“哦,我想起來了,Q哥,他說的應該是SIMD(Single Instruction Multiple Data,單指令多資料流),一條指令中可以批量操作多個資料,提升性能”
小六一下點醒了我,“原來如此!我們,哦不,是他們CPU只是批量操作資料,GPU這里是批量執行計算,真是妙啊!”
“Q哥,聽起來不錯啊,為什么咱們CPU不能這樣搞呢?”,小六悄悄問我,
“你個笨蛋,咱們CPU內部有八個車間,每個車間同時執行一個執行緒不就是并行嗎?只不過咱們執行的多個執行緒都是功能各異,有些是IO密集,有些是計算密集,既有快取和邏輯控制電路的的建設成本,還要做到通用,沒有辦法像他們這樣搞很多個出來,”
接下來,小哥帶我們來到了操作平臺,告訴我們如何操作這一堆電路執行計算作業,我自然是輕車熟路了,這比在我們那兒簡單多了,
“那邊是暫存器和保存執行背景關系的地方,你們等會兒會用到,”,小哥指著一堆箱子說到,
“哎,老哥,這執行背景關系怎么這么多,比計算單元ALU還多”,我問到,
小哥一拍腦袋說到:“嗨,瞧我這記性,忘記給你們說了,咱們GPU雖然以計算見長,但還是會遇到分支判斷的場景,咱們這又沒有CPU那樣的分支預測和亂序執行的能力,你們不知道記憶體那家伙可慢了,有時候難免會遇到停頓等待的情況,浪費計算資源,后來領導交代了,為了充分利用計算資源,不讓ALU閑置著,遇到這種停頓的情況,就把計算資源ALU挪出來去執行別的計算代碼,所以就需要多預留一些執行背景關系來保存現場了,”

“臥槽,這不就是超執行緒技術嘛!又抄襲我們CPU”,我幾乎突口而出,說完看了一眼小六,
“怎么能叫抄襲呢,借鑒,是借鑒哈”,小哥齜著牙笑著,
小六突然問了一句:“咱們GPU這么厲害,以后是不是都沒他們CPU啥事兒啦?”
小哥搖了搖頭:“這話說的有些吹牛皮了,我們連中斷處理和虛擬記憶體都沒有,還需要借助CPU他們的幫忙才能作業呢,是不可能取代他們的,他們CPU太忙了,又要忙著計算,又要忙著執行IO,處理中斷,還有各種復雜邏輯的判斷處理,我們就簡單了,沒有那么多顧慮,就是用人海戰術,做純粹的計算作業,人多力量大,又能并行,所以在數學計算方面我們要快得多,不過總體來說我們和CPU是合作關系,不是競爭關系!”
聽到小哥這么一說,我倆懸著的心總算放了下來,這下回去可算是給領導有個交代了,
我正想的出神,小六從背后悄悄拍了拍我,使了個眼神,
順著他示意的地方望去,只見剛才那個巡邏正帶著幾個保安朝我們這邊走了過來,
來不及向小哥告別,我倆趕緊溜之大吉···

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那天,我被拉入一個Redis群聊···
CPU明明8個核,網卡為啥拼命折騰一號核?
因為一個跨域請求,我差點丟了飯碗
完了!CPU一味求快出事兒了!
哈希表哪家強?幾大編程語言吵起來了!
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