从A到Z的各种PU
硬件十万个为什么 2023-05-25

从最常见的CPU,GPU,到现在的DPU,VPU,NPU,TPU等等。26个英文字母已经不够用了。


APU

义项一、加速处理器(Accelerated Processing Units)

中文名字叫加速处理器,是AMD在2011年推出的融聚未来理念产品。它第一次将处理器和独显核心做在一个晶片上,协同计算、彼此加速,使得任务可以灵活地在CPU和GPU间分配,提高效率。

义项二、音频处理器(Audio Processing Unit)

APU也可以指Audio Processing Unit,专门用于处理声音数据的单元。Audio Processing Unit 是声卡上的处理器,可用来处理声音的数据,由于在现代的计算机中(特别是家用系统,游戏的发烧友)环绕声的处理变得越来越重要,需要一个专门的声音的核心处理器。

BPU

义项一、Branch Processing Unit

BPU(Branch Processing Unit分支处理单元),是CPU中用来做分支处理的那一个区域。

  • 义项二、Brain Processing Unit

  • 大脑处理器。BPU是地平线自定义的一颗芯片,用于自动驾驶的AI芯片。


CPU(central processing unit)

中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)作为计算机系统的运算和控制核心,是信息处理、程序运行的最终执行单元。CPU自产生以来,在逻辑结构、运行效率以及功能外延上取得了巨大发展。CPU的结构主要包括运算器(ALU, Arithmetic and Logic Unit)、控制单元(CU, Control Unit)、寄存器(Register)、高速缓存器(Cache)和它们之间通讯的数据、控制及状态的总线。

DPU

义项一(Deep-Learning Processing Unit)

DPU的概念最早由深鉴科技提出,成立于2016年,其产品则是基于FPGA的处理单元,拥有业界较为领先的机器学习能力,专注于神经网络剪枝、深度压缩技术及系统级优化。2018年被Xilinx收购。

义项二(Dataflow Processing Unit )

DPU也指Dataflow Processing Unit 数据流处理器, Wave Computing 公司提出的AI架构。

义项三、(Data Processing Unit)

DPU是Data Processing Unit的简称,它是最新发展起来的专用处理器的一个大类,是继CPU、GPU之后,数据中心场景中的第三颗重要的算力芯片,为高带宽、低延迟、数据密集的计算场景提供计算引擎。

DPU将作为CPU的卸载引擎,释放CPU的算力到上层应用。以网络协议处理为例,要迅速处理10G的网络需要的大约4个Xeon CPU的核,也就是说,单是做网络数据包处理,就可以占去一个8核高端CPU的一半的算力。如果考虑40G、100G的高速网络,性能的开销就更加难以承受了。Amazon把这些开销都称之为“Datacenter Tax”——还未运行业务程序,先接入网络数据就要占去的计算资源。AWS Nitro产品家族旨在将数据中心开销(为虚机提供远程资源,加密解密,故障跟踪,安全策略等服务程序)全部从CPU卸载到Nitro加速卡上,将给上层应用释放30%的原本用于支付“Tax” 的算力。

DPU将成为新的数据网关,将安全隐私提升到一个新的高度。在网络环境下,网络接口是理想的隐私的边界,但是加密、解密的算法开销都很大,例如

国密标准的非对称加密算法SM2、哈希算法SM3和对称分组密码算法SM4。如果用CPU来处理,就只能做少部分数据量的加密。在未来,随着区块链承载的业务的逐渐成熟,运行共识算法POW,验签等也会消耗掉大量的CPU算力。而这些都可以通过将其固化在DPU中来实现,甚至DPU将成为一个可信根。


EPU

义项一、EPU(Emo

tion Processing Unit)

EPU这个词,我也是第一次听。EPU是由Emoshape公司提出的。Emoshape

是一家致力于提供可教导智能机器与人类互动技术的公司。EPU基于微控制器(MCU)设计,在人工智能(AI)、机器人和消费电子设备中促成近乎无限的认知过程产生真正情绪反应。EPU是Ekman理论的延伸,该理论利用情绪进化理论识别12种主要情绪。

义项二、EPU (Energy Processing Unit)

EPU是实时系统节能芯片,自动检测现在系统的负载并智能地调整电力的使用,提供整个系统的电力最佳化、减少风扇噪音,并延长软件元件的使用寿命。华硕提出的概念。

FPU(Floating Processing Unit)

做浮点运算的模块

GPU(Graphics Processing Unit)

图形处理器(英语:graphics processing unit,缩写:GPU),又称显示核心、视觉处理器、显示芯片,是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备(如平板电脑、智能手机等)上做图像和图形相关运算工作的微处理器。

GPU使显卡减少了对CPU的依赖,并进行部分原本CPU的工作,尤其是在3D图形处理时GPU所采用的核心技术有硬件T&L(几何转换和光照处理)、立方环境材质贴图和顶点混合、纹理压缩和凹凸映射贴图、双重纹理四像素256位渲染引擎等,而硬件T&L技术可以说是GPU的标志。GPU的生产商主要有NVIDIA和AMD。

通用图形处理器(General-purpose computing on graphics processing units,简称GPGPU),是一种利用处理图形任务的图形处理器来计算原本由中央处理器处理的通用计算任务。这些通用计算常常与图形处理没有任何关系。由于现代图形处理器强大的并行处理能力和可编程流水线,令流处理器可以处理非图形数据。特别在面对单指令流多数据流(SIMD),且数据处理的运算量远大于数据调度和传输的需要时,通用图形处理器在性能上大大超越了传统的中央处理器应用程序。

HPU(Holographic Processing Unit)

全息处理器。微软HoloLens是世界上首台独立的全息计算机设备,能够提供高清晰度的全息影像,其秘密在于HoloLens搭载的Holographic Processing Unit(全息处理单元,简称HPU),这是一款定制芯片,可以处理和交互不同传感器及Intel Atom的数据串流。

IPU(Intelligence Processing Unit)

英国AI芯片创业公司Graphcore率先提出的概念,即智能处理器。成立于2016年,总部位于英国布里斯托,Graphcore的主要业务是设计用于AI应用程序的处理器,为云服务等应用提供产品支持。

JPU

JPU目前还没有明确的概念

KPU

KPU目前还没有明确的概念,有厂家称作(Knowledge Processing Unit)并未在业界达成共识。

LPU

LPU目前还没有明确的概念

MPU(Micro Processing Unit)

微处理器,与CPU概念相近,不做过多的介绍。微机中的中央处理器(CPU)称为微处理器(MPU),是构成微机的核心部件,也可以说是微机的心脏。它起到控制整个微型计算机工作的作用,产生控制信号对相应的部件进行控制,并执行相应的操作。


NPU

义项一、(Neural-Network Processing Unit)

NPU指的是“嵌入式神经网络处理器”,采用“数据驱动并行计算”的架构,特别擅长处理视频、图像类的海量多媒体数据。NPU处理器专门为物联网人工智能而设计,用于加速神经网络的运算,解决传统芯片在神经网络运算时效率低下的问题。

嵌入式神经网络处理器(NPU)采用“数据驱动并行计算”的架构,特别擅长处理视频、图像类的海量多媒体数据。

NPU处理器专门为物联网人工智能而设计,用于加速神经网络的运算,解决传统芯片在神经网络运算时效率低下的问题。

不少厂家的人工智能加速的引擎是叫做NPU,因为用的同一家IPcore,所以这个叫法还是比较流行的。

义项二、(network processing unit)

网络处理单元(NPU, network processing unit)

OPU

OPU在业内也没有明确的概念。

PPU(Physics Processing Unit)

物理运算处理器。PPU是进行模拟物理计算的处理器,CPU是为了达到更快的运算速度,GPU是为了达到更好的图像效果,那么PPU就是用于沟通虚拟电子世界和普遍存在的物理真实,使画面更加真实,贴近现实。在GDC2005首次提出PPU这个概念。

QPU(Quantum Processing Unit)

量子处理器,利用量子叠加性快速遍历问题的各种可能性并找到正确答案。QPU算力随比特数n的增长呈幂指数2n增长。目前无论国内还是国外在量子计算领域都处于探索阶段。

RPU

RPU在业内也没有明确的概念。

SPU

SPU在业内也没有明确的概念。

TPU(Tensor Processing Unit)

张量处理器,它是谷歌在2015年6月的I/O开发者大会上推出的计算神经网络专用芯片,为优化自身的TensorFlow机器学习框架而打造,主要用于AlphaGo系统,以及谷歌地图、谷歌相册和谷歌翻译等应用中,进行搜索、图像、语音等模型和技术的处理。至今,谷歌已经发布了四代TPU。


国产芯片中,也把自己的AI加速单元叫做TPU。例如算能的BM1684。

UPU(unified processor unit)

是深圳中微电科技有限公司(ICube)提出的概念。特点是把CPU和GPU两种异质核统一在一个芯核内,并采用独有的不牺牲效率的多线程技术。

中微电不仅提供UPU IP,还提供芯片,其IC1是第一个基于UPU的移动系统芯片,已于去年推出工程样片,主频600MHz,是双核-8线程。预计明年底推出IC2芯片,主频1GHz,四核-16线程。

VPU(Vector Processing Unit)

一指矢量处理器,是Intel收购的Movidius公司推出的图像处理与人工智能的专用芯片的加速计算核心。

还有Vision Processing Unit,Video Processing Unit,和GPU功能接近。

WPU

一指Wearable Processing Unit,Ineda Systems公司推出的可穿戴SoC产品,现在已经没有消息了。二指Web Processing Unit。

XPU

X代表未知,代表无限,任何一个尚未研发出来的处理器都可以认为是X处理器!

YPU

YPU在业内也没有明确的概念。

ZPU(Zylin Processing Unit)

Zylin是一家挪威公司,ZPU是其推出的一款32位开源处理器。目前我们依然可以在github上看到它的开源代码。



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