多核處理器會(huì )取代FPGA嗎？

有人認為諸如圖形處理器（GPU）和TIlera處理器等多核處理器在某些應用中正逐步替代現場(chǎng)可編程門(mén)陳列（FPGA）。理由是這些多核處理器的處理性能要高很多，例如，由于GPU起初主要負責圖形繪制，因此，其尤其善于處理單精度（SP）及（某種情況下）雙精度（DP）浮點(diǎn)（FP）運算。TIlera的TILE設備當前不支持硬件FP運算，但要求進(jìn)行軟件模擬，且性能代價(jià)高昂。一般而言，FPGA亦是如此，設備通過(guò)利用多種資源來(lái)處理FP運算問(wèn)題。達到可接受性能要求IP區塊需消耗多個(gè)門(mén)并要求深流水線(xiàn)技術(shù)。例如：當前Tesla級GPU每秒最高可執行1012次浮點(diǎn)運算或1TFLOPS，而Xilinx Virtex-6設備則為150 GFLOPS。

當考慮到定點(diǎn)運算時(shí)，情況有所不同。新一代GPU在浮點(diǎn)速率相同的情況下可執行整數運算，例如：當Virtex-6設備提高至500GOPS時(shí)，GPU每秒可執行1012次運算或1TOPS。整數性能是TILE處理器的優(yōu)勢所在：8位數據時(shí)，TILE-Gx(圖1)最高執行能力為750GOPS，32位數據時(shí)為188GOPS。

FPGA能夠利用其并行及適應多種算法的特性來(lái)獲得更加接近理論最大值的性能。但是，FPGA需要更大的硅片空間和更長(cháng)的開(kāi)發(fā)時(shí)間來(lái)接近這些理論最大值。對于適應于GPU硬件并行模式的算法，GPU已經(jīng)能夠達到峰值的20~30%。它們同樣具有合理的硅密度（40nm工藝，32nm研發(fā)中）和開(kāi)發(fā)時(shí)間（通常只有數周，而FPGA則需幾個(gè)月）。TILEPro64處理器可提供FPGA相類(lèi)似的適應性和GPU相類(lèi)似的可編程性，但是，由于其粗糙的任務(wù)級問(wèn)題分解特點(diǎn)使得其無(wú)法像FPGA和GPU那樣實(shí)現細粒度并行。

圖1：8位數據時(shí)，Tilera的TILE-Gx處理器最高執行能力為750GOPS