流處理器緣何差6倍！A/N GPU架構(gòu)解析
到了DX10時代，不再區(qū)分像素單元和頂點單元，還加入了新的幾何著色單元，這樣GPU的Shader單元不僅要處理像素和頂點操作，還要負責幾何等其它操作，混合型指令所占比重越來越大，必須放棄傳統(tǒng)的管線式架構(gòu)。
● G80的標量流處理器架構(gòu)
因此，NVIDIA從G80開始架構(gòu)作了變化，把原來的4D著色單元徹底打散，流處理器不再針對矢量設(shè)計，而是統(tǒng)統(tǒng)改成了標量運算單元。每一個ALU都有自己的專屬指令發(fā)射器，初代產(chǎn)品擁有128個這樣的1D運算器，稱之為流處理器。這些流處理器可以按照動態(tài)流控制智能的執(zhí)行各種4D/3D/2D/1D指令，無論什么類型的指令執(zhí)行效率都能接近于100%！
G8X家族核心架構(gòu)圖
如此一來，對于依然占據(jù)主流的4D矢量操作來說，G80需要讓1個流處理器在4個周期內(nèi)才能完成，或者是調(diào)動4個流處理器在1個周期內(nèi)完成，那么G80的執(zhí)行效率豈不是很低？沒錯，所以NVIDIA大幅提升了流處理器工作頻率（兩倍于核心頻率），擴充了流處理器的規(guī)模（128個），這樣G80的128個標量流處理器的運算能力就基本相當于傳統(tǒng)的64個（128×2/4）4D矢量ALU。
G8X/G9X系列：8個流處理器為一組，2x8=16個為一簇
當然這只是在處理4D指令時的情形，隨著圖形畫面越來越復雜，1D、2D、3D指令所占比例正在逐年增多，而G80在遇到這種指令時可說是如魚得水，與4D一樣不會有任何效能損失，指令轉(zhuǎn)換效率高并且對指令的適應性非常好，這樣G80就將GPU Shader執(zhí)行效率提升到了新的境界！
MIMD架構(gòu)示意圖
與傳統(tǒng)的SIMD架構(gòu)不同，G80的這種標量流處理器被稱為MIMD（Multiple Instruction Multiple Data，多指令多數(shù)據(jù)流）架構(gòu)。G80的架構(gòu)聽起來很完美，但也存在不可忽視的缺點：根據(jù)前面的分析可以得知，4個1D標量ALU和1個4D矢量ALU的運算能力是相當?shù)?，但是前者需?個指令發(fā)射端和4個控制單元，而后者只需要1個，如此一來MIMD架構(gòu)所占用的晶體管數(shù)將遠大于SIMD架構(gòu)！
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