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为什么CPU主频一般都比FPGA快，但是却说FPGA可以帮
发布日期：2022-06-12 15:59 浏览量： 主频只是影响计算速度的一个因素，并不是全部。在执行一些计算密集型的任务场景中，FPGA的计算速度是更快的，目前FPGA作为CPU的协处理器已经广泛应用在Intel、AMD等公司的产品中。
桌面端的CPU为冯诺依曼结构，从上图可以看出，其基本组成为控制器，Cache，和ALU。而计算单元ALU在CPU中的占比不大，所以它的并行计算能力有限。
中间的为GPU，绿色的计算单元占了绝大部分，所以并行计算能力很强。弱点是控制能力很弱，Cache小，为了保证计算能力，就需要大量的高速DDR保证数据吞吐率。
右侧为FPGA，包含可编程的I/O、DSP、memory、PCIE等，因为大量存储单元的存在，FPGA在做计算的时候可以直接从内部存储单元读取数据。
在执行大量的运算场景中，FPGA相比GPU的核心优势在于低延迟。FPGA比CPU延迟低，在本质上是体系结构的区别。FPGA同时拥有流水线并行和数据并行，而CPU几乎只有数据并行，虽然也会才有流水线设计，但深度受限。因此，FPGA 更适合做需要低延迟的流式处理，GPU 更适合做大批量同构数据的处理。
现在的SoC设计中，要充分考虑不同模块的特点，FPGA 和 CPU 协同工作，充分发挥各自的长处，局部性和重复性强的归 FPGA，复杂的归 CPU。从而达到整个系统算力的最优化。
（此文为转载，如有侵权请联系删除！）
桌面端的CPU为冯诺依曼结构，从上图可以看出，其基本组成为控制器，Cache，和ALU。而计算单元ALU在CPU中的占比不大，所以它的并行计算能力有限。
中间的为GPU，绿色的计算单元占了绝大部分，所以并行计算能力很强。弱点是控制能力很弱，Cache小，为了保证计算能力，就需要大量的高速DDR保证数据吞吐率。
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在执行大量的运算场景中，FPGA相比GPU的核心优势在于低延迟。FPGA比CPU延迟低，在本质上是体系结构的区别。FPGA同时拥有流水线并行和数据并行，而CPU几乎只有数据并行，虽然也会才有流水线设计，但深度受限。因此，FPGA 更适合做需要低延迟的流式处理，GPU 更适合做大批量同构数据的处理。
现在的SoC设计中，要充分考虑不同模块的特点，FPGA 和 CPU 协同工作，充分发挥各自的长处，局部性和重复性强的归 FPGA，复杂的归 CPU。从而达到整个系统算力的最优化。
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