FPGA为什么可以帮助CPU加速

只看该作者 · 2020-11-23 21:34

FPGA为什么可以帮助CPU加速

只看该作者 · 2020-11-23 21:35

FPGA的优势在于其并行特性，有时对于某些应用而言可以使速度明显变快;可以使用FPGA来对算法中的某些部分加速，也可以在FPGA和通用处理器之间共享部分计算。
1. CPU频率高，动辄3G HZ以上的频率;2. 完成一件具体的事务花的时间少。在很多场合1不一定等于2，CPU强在控制灵活，但其按顺序执行的特点使对控制不复杂的并行数据类事务并不强，且其工作模式除了自己工作外，其它部分也要配合，好多操作都是反复把数据读入简单处理后又送出去，无法充分利用其性能。再者CPU同时运行的事务很多，在事务间不断进行切换也会占用很多资源。
而且，使用FPGA不一定总能加速，只是在某些强计算和数据处理的方面，因为其硬件电路并行运行和有很多DSP硬核资源供调用的特点，可以工作得更出色。FPGA本身也只是辅助角色，起控制的还是CPU本身，所以FPGA并不能代替CPU，只是在完成一件大任务的过程中将某部分任务分解给FPGA可以更好地一起完成任务
CPU是一个一个加法计算，而FPGA排好逻辑电路，在一个时钟周期内计算完毕。就算CPU主频比FPGA快100倍也赶不上啊。话说后来CPU大量的增加SIMD指令，就有点这个意思，不过这相当于提供库函数，没那么灵活。
FPGA的并行是真并行，CPU完全没得比。CPU如果想并行最多也就是让多个核并行，但是对于大部分算法实现来说，如上例，多个核之间的同步调度开销远远大于计算开销，就算多个核之间的调用开销可以做的很小，一般CPU也就那几个核，而FPGA只要门足够，想并行几路就可以并行几路。