通用計算已經爆發 NVIDIA官方發佈，命名為GTX680。

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NVIDIA官方發佈，命名為GTX680。

根據發佈內容，GK104將擁有1536 CUDA核心。圖片顯示出計算性能表現非常搶眼，領先HD 7970多達17%。

NVIDIA信心十足的產品誕生
NVIDIA日前在Facebook豪言：“等待Kepler中，請耐心，耐心，當時機成熟，它將不可戰勝”。儘管不到正式發佈，一切爆料都是浮雲。但NVIDIA的信心滿滿與VR-Zone曝光的內容相結合，是否暗示著新的Kepler架構，其性能表現將再次加強通用計算能力帶來的遊戲性能提升，而且進一步削弱了對傳統參數項目的依賴？下面讓我們走進NVIDIA通用計算的世界。

CUDA的過去與成長
首先，什麼是CUDA，CUDA即Compute Unified Device Architecture，直譯：統一計算架構，這是由NVIDIA所推出的一種集成技術，是對GPGPU的正式名稱，它包含了CUDA指令集架構(ISA)以及GPU內部的平行計算引擎。通過這項技術，使用者可以利用NVIDIA的GeForce8以後的GPU和較新的Quadro GPU進行計算，它率先利用GPU作為C-編譯器的開發環境。CUDA架構可以相容OpenCL或者NVIDIA自家的C-編譯器，而無論是哪種代碼，最終都會被驅動程式轉換成PTX代碼，交由NVIDIA核心計算。

CUDA——為GPU運算而生
正如前文所述，CUDA出現最早的是2006年推出的採用G80核心的GeForce8系列。當時是作為率先支持DirectX 10.0的GPU發佈的。

DirectX10.0成為CUDA開始展示魅力的舞臺
DirectX 10最大的革新就是統一渲染架構(Unified Shader Architecture)。這個架構標準的制定提升了GPU的可編程性能。NVIDIA借機提出了經過多年籌畫的CUDA通用計算架構。CUDA架構是第一個面向GPU的軟硬體結合通用處理解決方案，它的指令集架構能夠讓開發人員繞開傳統的圖形API而直接訪問GPU硬體，還包含了一個全新的C語言編譯器，開發人員可以用常見的C語言來為GPU編寫程式，編程效率成倍提高。

2010年，借通用計算之勢，微軟發佈了革命性的Windows 7
2010年10月23日，Windows 7帶著DirectX 11來到了大家面前，並成為繼Windows 95和Windows XP後，最受歡迎的Windows作業系統。在Windows7中，微軟附帶了一種名叫Direct Compute的API。簡單的說，所有符合Direct Compute規範的處理設備，不管是CPU還是GPU，在Windows 7作業系統中都被融合到了一起，作為統一的資料處理而用。GPU第一次以計算部件之一加入到了Windows之中。

與Windows7同年發佈的首款Fermi架構產品——GTX480
而當年3月27日發佈的新一代費米架構的顯卡GTX400系列也借此展示出強大的CUDA運算能力。

CUDA的現狀
NVIDIA CUDA架構不知不覺已經邁入第六個年頭。據外界估算，NVIDIA目前市值達到97億美元，接近競爭對手的兩倍。在硬體方面，CUDA成功延伸至GeForce娛樂領域，Quadro專業設計領域和Tesla高性能計算領域。

 

CUDA已延伸至NVIDIA多個子品牌並帶來革命
在GeForce娛樂領域，目前展現出CUDA優勢的莫過於2011年年度FPS大作《戰地3》，《戰地3》的歷史意義在於它是第一個完全只支持DirectX 11的遊戲。該遊戲採用的寒霜2引擎，大量的革命性的特性，極大的提升和影響了戰地3的圖形表現和遊戲體驗。其中就包含了Compute Shader和NVIDIA制定的新型FXAA抗鋸齒採樣技術。

 

《戰地3》堪稱是第一款拒絕Windows XP玩家的遊戲
在Compute Shader的支持下，PC版的戰地3擁有了遠比其他遊戲更加富裕的可用光源，這讓它有了極其真實的環境光照系統，進而擁有了遠比其他遊戲更加細膩的場景和細節刻畫能力。對於Compute Shader來說，執行單元的數量在大多數情況下並不是決定性的，真正關乎Compute Shader性能的要素，在於緩衝的數量、速度、操作方式以及整個構架的靈活度和並行度。而擁有充足緩衝以及完善的cache體系的NVIDIA Fermi構架在這方面做得非常好，CUDA的遊戲優勢得以盡展，輕鬆以中端產品GeForce GTX560Ti在1920X1200 Ultra 4AA/16AF的設置上，得到30幀/秒以上的良好遊戲體驗。

 

中端的GeFoece GTX560Ti即可流暢體驗戰地3的華麗特效
在專業領域，NVIDIA的Adobe自CS4時代以來一直保持著良好的合作關係，圖形設計與視頻剪輯、特效製作等常用的Photoshop、Premiere以及After Effects都能直接調用Quadro的CUDA來實現GPU加速。Premiere當中有一個非常有名的功能叫做水銀加速（Mercury GPU Acceleration），它可以調動GPU來實現很多需要即時渲染的內容，包含從預覽到輸出的多個環節，尤其是對於多軌視頻的應用有很強的提速作用。

 

 

 

 

Adobe Creative Suite 5.5 套件可以很好的利用NVIDIA的GPU進行加速
當然CUDA並不僅限於在Adobe系列套件中的應用，從視頻轉換軟體Badaboom和TMPGEnc到視頻優化軟體vReveal和TotalMedia，再到視頻編輯軟體PowerDirector7.0，CUDA的應用深入到了視頻領域的方方面面。
在高性能計算領域，曾經在2010年奪得全球超級電腦五百強排行榜第一位的中國“天河一號A”，就採用了7168塊NVIDIA Tesla M2050計算卡。

 

 在2010年讓中國人引以為豪的“天河一號A”
得益于NVIDIA CUDA的超高並行度和集成度，天河一號A比排行第二的“美洲虎”節能2900多千瓦，節能幅度達42%，能耗比出眾。

 

Tesla加速科學計算
CUDA的未來——寄予厚望的Kepler 12年前，在那場著名對決中擊敗人類棋王卡斯帕羅夫的IBM 深藍超級電腦，它擁有11.38GigaFlops。而現在的NVIDIA 已經可以把幾百台數百公斤重的深藍超級電腦塞到一個不到500平方毫米的小晶片裏。

 

 

IBM深藍與NVIDIA顯示晶片——摩爾定律的最佳佐證
因此，從以上這些資料來看，至少在理論浮點運算能力這個指標上，單顆Fermi晶片的運算能力已經遠遠超過了當前的CPU，達到小型工作站的水準。而這些理論性能的發揮，還要取決於NVIDIA所提供的軟體平臺、下游應用廠商、程式開發者的共同支援。 一旦Fermi的性能得以施展，GPU通用計算所爆發出的能量必將在高性能計算領域引起一輪新的革命。

2011年，CUDA 5歲了
事實上，NVIDIA顯卡的歷史從1999年第一代NVIDIA GeForce256開始算，到現在只不過短短的13年。但可以看到，隨著GPU中的Shader計算能力的迅速提升，NVIDIA順勢推出了CUDA技術，為無論是普通家庭用戶，還是專業用戶，抑或是高性能需求用戶，都提供了適合應用需求的解決方案。
而即將面世的Kepler，至少從目前網曝的參數看來，NVIDIA依然堅持以通用計算為先，兼顧圖形應用的發展道路。既符合微軟DirectX的發展趨勢，滿足作為顯卡本身的性能需求，也能順應高性能的需求，作為電腦運算部件之一為滿足高性能運算要求貢獻力量。

新年交替之際，NVIDIA開放CUDA平臺並放出了CUDA 4.1通用計算開發包
而且，NVIDIA在去年12月，邁出了具有歷史意義的一部——發佈編譯器源代碼，開放CUDA平臺，此舉讓開發者能夠利用現有工具實現無縫調試與分析，而且讓 PGI 能夠專注於更高級別的優化與語言特性。

 

The Linux Foundation官網最新放出的新聞稿
而最新消息，NVIDIA還剛剛加入了Linux基金會，國外媒體評論認為，即將到來的Kepler GPU可能將對高性能電腦進一步帶來強有力的衝擊，因為以Linux為系統主導的超級計算領域擁有更廣泛和通用的生態環境，這有利於擴大NVIDIA在超級電腦中的影響力。

CUDA未來的目標：從超級手機到超級電腦
NVIDIA越來越開放的態度，為CUDA的未來發展鋪平了道路，只要未來的NVIDIA GPU能在通用計算能力上持續領先對手，CUDA的未來可以說是無可限量。

正義西門慶

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