沐曦《智算小课堂》今日正式上线啦！该系列将以短视频的形式，形象且通俗地解读有关GPU和算力相关的小知识。本期视频我们将用“马车隐喻”来解读为什么GPU的峰值计算性能远高于CPU。

GPU是今年芯片行业融资中最火热的话题之一。融资新闻中最常见的说法是后摩尔定律时代GPU单芯片性能的增长速度远快于CPU。本期视频我们将用“马车搬砖”的隐喻形象地了解这个知识点。

图1：“马车搬砖”的隐喻

想象我们要把一堆砖从一个地方搬到另一个地方。我们可以雇佣一个车夫控制一匹马拉着一个车厢来搬，下面简称为“一人一马一车”。如果我们想尽快搬完这堆砖，有两种加快进度的方案：一种是雇佣N个车夫控制N匹马拉N个车厢，即“N人N马N车”；另一种是雇佣一个车夫控制N匹马拉一个大车厢，即“一人N马一车”。显然第二种方法更经济，因为我们付给车夫的钱更少。

图2：“N人N马N车”与“一人N马一车”的对比

这跟芯片有什么关系呢？隐喻里这堆砖就是芯片要完成的计算。CPU或GPU芯片上的模块可以按功能分为三类：控制模块，计算模块和存储模块，分别就对应了隐喻中的车夫、马和车厢。

图3：芯片上的功能模块

多核CPU芯片就是N人N马N车的方案，而GPU芯片就是一人N马一车的方案。与CPU相比，GPU芯片上宝贵的面积和功耗预算都更多地分配给了计算模块，从而使得GPU可以比多核CPU更加经济地提高计算性能。那为什么GPU可以采用一人N马一车呢？且听下回分解。

图4：CPU与GPU体系结构对比

（解说词来源：李兆石，沐曦光启智能研究院副院长

图片封面来源：Dataplugs）