1前言：GPU并行计算
1 前言：GPU并行计算
在过去的几年里，GPU一直以每年或每半年更新一代的速度发展，其发展速度已远把CPU抛在后面。随着DirectX 10规范的出现，GPU开始采用统一渲染架构，其性能与功能也变得更为强大，它能做的事情已不单只是运行3D游戏，不少科学计算领域已开始利用GPU的优势进行计算。
由于CPU与GPU在架构完全不同，软件要在GPU上运行，就必须通过特定的环境或接口。为此，NVIDIA方面首先发布了CUDA这项技术，并放出了相应的开发包，程序员通过这个接口进行软件开发，软件就能在GeForce 8系列之后的显卡上运行。作为NVIDIA显卡市场上最大的竞争对手，AMD方面当然不甘落后，在08年12月发布了ATI Stream流处理技术回应NVIDIA的CUDA。这样，NVIDIA与AMD-ATI的竞争便从3D性能扩展到GPU并行计算上了。
AMD-ATI的ATI Stream流处理技术可使Radeon HD系列显卡发挥出其强大的并行计算能力。现在AMD的高端显卡Radeon HD 4850/4870拥有800个流处理器，可以简单理解成拥有800个核心，通过ATI Stream便可发挥这800个核心的计算能力，这是4核心CPU远不能相比的。因此GPU更适合并行计算。
其实无论是NIVIDA还是AMD，都意识到GPU强大的运算能力并不只在3D游戏领域，在其他需要类似大型运算的领域里，GPU同样可以胜任，因此便有了GPU用于并行计算的概念。但与NVIDIA认为GPU将取代CPU的观点不同，AMD认为CPU和GPU同样重要。AMD认为，GPU可用于大型运算，而CPU则继续负责传统的串行运算。只有两个配件相互配合，发挥自己的优势，才是最优化的平台，这也是AMD的“Fusion”概念。
2什么是ATI Stream技术？
2 什么是ATI Stream技术？
ATI Stream是AMD-ATI针对旗下图形处理器（GPU）而推出流处理技术，利用这种技术可以充分发挥AMD GPU的并行运算能力，用于对软件进行加速或进行大型的科学运算。也许有网友会问：“为什么要用GPU进行软件加速呢？现在的顶级四核CPU还不够快吗？”是的，CPU采用的是串行架构，执行的是串行指令，虽然四核CPU在并行计算方面有所增强，但还是远比不上采用并行架构的GPU，试想想，现在AMD顶级的HD 4850/HD 4870 GPU拥有800个流处理器，我们可以简单理解为拥有800个核心，其并行计算能力是CPU不能相比的。
GPU的并行计算其实是把任务分解成若干个小任务同时执行，然后把处理结果汇总得到最终结果。计算量越大、越复杂则越能体现出GPU并行计算的优势。但由于GPU跟CPU是两个不同架构的产品，因此对GPU开发软件就需要特定的开发环境与接口，比如NVIDIA的CUDA，AMD方面则是ATI Stream。
也有人会问，NVIDIA CUDA和ATI Stream有什么不同呢？首先是ATI Stream是基于OpenCL这一开放标准的，而NVIDIA CUDA是私有的标准。为何要将这一技术完全开放？我们可以回顾一下历史，很多不开放的技术标准最终结果都是被淘汰。拥有一定DIY资历的玩家都会记得早年3DFX公司的Glide图形技术接口和Rambus公司的RDRAM这两项技术的没落。正因如此，AMD在制定ATI Stream时直接采用OpenCL这一开放性标准，以获得更多厂商的技术支持。
另外，根据ATI工程师介绍，CUDA需要独立的编程环境来对GPU进行编程，而ATI Stream SDK则是开放的，程序员只需要像以往一样编程，通过调用接口程序，即可调用GPU进行大规模运算。
小知识：OpenCL，全称Open Computing Language，即开放计算语言，是第一个面向异构系统通用目的并行编程的开放式、免费标准，也是一个统一的编程环境，便于程序员能为高性能计算开发软件。适用于多核CPU、GPU、CELL架构等并行处理器，在未来的娱乐、科学等领域有广阔的前景。
3ATI Stream为主流软件提速
3 ATI Stream为主流软件提速
前面已对ATI Stream技术作了详细介绍，相信大家对其已有一定的了解。但从理论上看，ATI Stream离一般用户很远，其实并非如此，根据AMD官方介绍，ATI Stream正向一般用户的生活靠拢，不久之后用户将渐渐能感受到ATI Stream带来的好处。
根据官方资料显示，ATI Stream流处理技术将在娱乐、工作和游戏中带给用户不同的体验。在娱乐领域中，将来越来越多的视频转换、编辑软件会提供对ATI Stream的支持，例如ATI AVIVO视频转换工具。在工作软件中，如Excel、PowerPoint等也将加入ATI Stream的支持。最后就是显卡的传统优势项目——游戏体验，例如物理加速，竞争对手NVIDIA一直在宣传的项目，其PhysX物理加速在发布后的数月里，即有正式版游戏提供支持，使GeForce显卡多了一个优势项目。而AMD方面也积极跟进，表示在未来会加入物理加速、人工智能的支持。
说了这么多，究竟如何获得ATI Stream技术呢？很简单，只需要安装ATI Catalyst 8.12或之后版本的显卡驱动即可，目前只有Radeon HD 4800系列与HD 4600系列能支持ATI Stream，但AMD表示，在今年还会加入HD 2000/3000系列显卡的支持。ATI首先带来支持ATI Stream的软件是尘封已旧的ATI AVIVO视频转换软件。
根据AMD官方介绍：ATI的AVIVO视频转换器是基于ATI的Stream技术实现、首个面对个人用户的免费软件，它能够让AMD GPU与CPU共同加速，来一起完成以往仅有CPU参与的视频压缩，大大减少压缩时间。与支持NVIDIA CUDA技术的Badaboom视频压缩软件相比，ATI AVIVO拥有更好的转换效率，并支持更多的格式，最重要的是ATI AVIVO是免费的，而Badaboom是收费的。当然，在我国这点没什么区别。
在视频转换的速度上，ATI AVIVO确实比Badaboom更快。转换同一个视频，HD 4870的电脑采用AVIVO仅需48秒就转换完成，而GTX 280采用Badaboom则需要114秒。当然，速度不是唯一的标准，质量更为重要，经笔者使用，AVIVO的压缩质量目前还比不上Badaboom，这点仍需要改进。而AMD-ATI方面也表示将在今年第一季度会对AVIVO进行升级。
GPU通用计算有着广阔的前景，目前已有数家软件公司表示会对ATI Stream进行支持，实现软件加速。这其中就包括了CyberLink公司的PowerDirector（威力导演7，是一款视频后期编辑软件）、ArcSoft TotalMedia公司的Theater（视频编辑软件）软件和Microsoft PowerPoint等。
4总结：融聚未来!CPU/GPU均重要
4 融聚未来！CPU/GPU均重要
GPU强大的浮点运算能力是CPU无法比拟的，GPU并行计算确实给显卡的发展开辟了新的道路。ATI Stream和NVIDIA CUDA通用计算技术，正好弥补了CPU并行计算能力的不足，将未用户带来更好的体验。与NVIDIA力推GPU最为重要或Intel坚持CPU更重要不同。AMD方面的则认为两者均重要，CPU负责传统的串行计算，GPU则负责高性能的并行计算，只有结合两者的长处才能发挥电脑的最大性能，便提出了 “The Future is Fusion”（融聚未来）。
在这个概念里，不会有GPU取代CPU的想法，也不会有坚持CPU进行主要计算的想法。实际上，AMD要把CPU和GPU真正融合，互相发挥的优势。四核CPU的强项是运行传统的串行计算，而GPU并行计算能力则通过ATI Stream技术来引发。
虽然ATI Stream和NVIDIA CUDA这种通用计算有着广阔的前景，但对一般用户而言，它们还处于概念阶段，实际应用还不多。但既然NVIDIA和ATI同时在力挺通用计算，加上OpenCL开发标准的成立，已经有不少软件开发商和程序员已经开始利用GPU对软件进行加速，相信不久之后，用户便可真正体现GPU并行计算带来的益处。当然，无论是NVIDIA CUDA还是ATI Stream，要真正进入普通消费者人群，还有一段很长的路要走......
