GPU已经全面迫近了CPU!HD7970 vs GTX580，当物理学家“费米”来到一个叫“南方群岛”的地方

驱剑侠er

之前被AMD所谓的4VLIW 6900欺骗了感情之后，终于在HD7900的南方群岛发现了她的美丽。性能强悍已经毋庸置疑，不过我还是看到小小的不足，HD7900好像只为了战地3等少数游戏优化，对于一些更加常规的游戏来说，也看到了7900新架构的水土不服。
关于7900和NV上代旗舰580的3D性能对比相信大家都很清楚，下面为同学们解刨这种截然不同的性能架构对比。7900改进有两大方向，3D性能这是不用说了，堆砌起来的流处理器单元，如果性能不强就要见鬼去了。另外，就是架构的更新，其实可以更加确切地说，架构的优化更多可以从通用运算的不同算法测试 中表现出来。

通用运算标准CUDA、ATIstream、OpenCL、DirectCompute
以下是为大家进行一些常规的通用计算“科普”，接着就是GTX580和HD7970的通用运算性能对比。显卡通用运算很早就被提出，原因是因为GPU有强大的运算能力，而且远远高于同一时期的CPU性能。因此，人们就想方设法去释放GPU在3D渲染以外的性能。

CUDA是NV提出的一个通用计算体系，也是最早的体系。全称 Compute Unified Device Architecture，统一计算架构。ATIstream是基于2900XTX硬件而生的，而OpenCl则是苹果提出的一个通用运算标准它属于开放标准。同样，微软在在操作系统的基础上也提出了DirectCompute的标准。
可以看出，CUDA以及ATIstream（也叫APP技术）和硬件的相关性较大，它们分别来自于NV和AMD，所以在自己的设备上才可以很好的运行。不过OpenCL以及Directcompute是开放标准，因此N和A卡同样运行。下面的测试是基于相同的体系进行对比。分别采用OpenCL和DirectCompute测试。

上面说明的是AMD app转码技术，Atistream技术把GPU变成一个并行处理器。

NV的通用技术方面是基于CUDA体系来支持OpenCl，DirectCompute11（DX11计算）。同样的原理，A卡是通过APP技术来支撑OpenCl等。

ATIstream和CUDA一样，可以写一次，就可在不同代的设备中使用。譬如在HD5870可以在HD6970上运行。譬如在8800GTX写的CUDA程序，可以在GTX580上运行。


CUDA现在可以发展的异构运算，可以通过CUDA-X86或其他编译器

AMD最新的GCN架构有两个巨大的改变，一是几何性能的增强，另外就是通用运算的加强。个人感觉GCN名字起得够呛的。N是神马？Next嘛，Next之后呢？还是Next，这不是废话吗。看看架构方面GCN的每个基本单元是4VLIW，和Fermi有很大不同，不过两者在架构争强的改进却如出一辙，就是增加了读写统一的高速二级缓存。

这是Fermi的架构改进。可以看到加多了L2外，比AMD架构优胜的是增加了SM和L1单元。这让Fermi核心更像是一个CPU一样智能。

Fermi架构采用了是多层次的组织，广义来说Fermi已经接近MIMD架构。（多指令，多数据流）

AMD一个基本单元具备4个运算器，分支器，和寄存器。AMD的最基本单元也是个SIMD单元。这种架构对算法，软件的依赖性非常大。

Win7 DirectCompute的工作模式
下面是HD7900和GTX580的DirectCompute测试

通过Gpu来模拟1048576个粒子之间的物理作用，每个粒子有自己的纹理。考验GPU的多线程效能。

GTX580性能一定程度上占优。

通过DirectCompute为接口，让GPU处理图片。首先通过GPU的3d模式渲染好图片，然后再通过Gpu通用运算的能力对此图片进行处理。

两者性能相当，HD7970没表现出任何优势。

以上是海洋波浪仿真，通过DirectCompute来实现傅里叶变换，用此来模拟海洋波浪。渲染采用DX10API做模型渲染。

GTX580在此波模拟测试中全面占优。

DC来模拟N体，此场景一般用于天文学的天体力学模拟。测试可以调节不同物体的数量。

此测试7970终于在1w以上的粒子模拟测试中表现出优势。

下面是OpenCL通用运算大PK

如果你学过图像处理，相信你对上面的图片影响深刻，说说题外话，图中的女主角是N年前某某大杂志的女郎。至于阴差阳错地成为了当年某某技术宅男为验证图像算法的照片，就可以让人想到，技术宅也是正常人莱迪。。。。。

盒子滤波一般用来去噪点，它是比较粗糙的一个算法。它实现的实质是考验显卡矩阵乘法的性能，可以看出具备L1，和SM单元的Fermi核心有较大优势。

Sobel滤波测试，这些处理一般用于图像的边缘检测，是图像增强的一个方面，可以用在地形识别等多个领域。可以看出处理过的图片表现出明显的轮廓。一般3D游戏上也会采用此技术来配合抗锯齿。

GTX580表现出微弱的优势。

此测试和之前的N体模拟一样，不过本次测试采用的是OpenCL实现。
GTX580同样有一点优势，不过优势不大。

中值是最简单的图像滤波，主要是去掉一些信号的干扰。

测试性能两者相差不大

密闭空间的刚体模拟，模拟数万粒子在一个空间内容碰撞情况。可以看到类似的模拟GPU表现出很大优势，因为每个GPU具备几百到上千的计算单元，运用显卡并行的优势可以释放显卡巨大的潜能。这些模拟在一般4，8核处理器上是不敢想象的。

由于通用算法的兼容性或者架构问题，HD7970在此测试中性能大幅落后。而GTX580表现出较为强悍的性能。

熟悉PS的同学应该熟悉高斯模糊，不过PS是通过CPU实现，本次测试是通过GPU来实现。高斯模糊可以在3D游戏中制造景深等特效。

GTX580一如既往地领先于HD7970.


总结：从测试数据来看，HD7970已经比较接近GTX580的性能，当然Fermi采用了更高层次的存储器结构从而保持着一定的优势。可以看出，AMD在通用计算中的决心。看看之前某某大学采用HD5870，6870那些产品而不忍睹的通用性能来说，HD7970算是一个比较大的进步。不过话说回来，我还是比较期待开普勒的性能到底会提升到那种程度！！！

驱剑侠er

有疑问一律明天下午来解决 有不懂的欢迎提问

a451629412

不太懂。。
这就是相当于让A卡跑PhysX么？

dibowa

LSD精辟啊！ {:00:}

驱剑侠er

a451629412 发表于 2012-2-23 19:14
不太懂。。
这就是相当于让A卡跑PhysX么？

不是 说的是南方群岛开始有点进步了，GPU已经开始向CPU方向发展了 这是个好兆头

a451629412

驱剑侠er 发表于 2012-2-23 19:19
不是 说的是南方群岛开始有点进步了，GPU已经开始向CPU方向发展了 这是个好兆头 ...

但还是落后于费米。。。。 [害怕]

HEROYOURS

其实俺感觉amd就输在软件上了。。。。

漂浮的星儿

我觉得GPU目前还是没有办法超越CPU的

漂浮的星儿

我觉得GPU目前还是没有办法超越CPU的

lhyube

太高端了看不懂{:2:}

张效瑞

7970 很让人失望。

Sydonai

AMD让人很失望

ncexls

我还是比较看好NV的通用技术的。

谁的马甲？

{:00:}看不懂，不过我感觉AMD的目标不是让GPU做CPU的工作这么简单，现在能看到的只是推掉了土而已，不知道下一步地基会怎么打

jocover

其实CPU跑的也很快，GPU计算虽然快，但是带宽开销也大，不划算

蒙尘曲

那么高端的卡我可用不起，也不感兴趣。。。。。

incsol

目前来说GTX580更有优秀，就不知道两个超频后哪一个更强。

stonecai

看价钱就知道了，顶级家用CPU不过2-3k，顶级显卡可以4-5k，功耗也比CPU高

hukuojin

真心看不懂啊           

rallyho

看不懂，我等用户只看游戏帧数。