What is Fermi?(5)

 

GPU最小执行单位Core

CUDA核心架构解析

在最新的GF100当中，每个流处理器（NVIDIA称之为CUDA Core，等同于之前的流处理器，为了方便读者理解，我们仍然沿用流处理器的名称）仍然采用标量架构（也就是1D架构），能够对各种向量尺寸数据实现全速运行（例如Z缓冲区数据的1D向量可以由单个Core完成，而对于纹理存取的2D向量则可以通过两个Core合作完成），而不会出现部分流处理器在某一时钟周期内无法工作的情况。这一点实际上NVIDIA从最早的G80当中就已经开始采用，这也是NVIDIA在核心架构设计上与ATI出入最大的地方。

在每个流处理器当中，包含有Dispatch Port（分派端口）、Operand Collector（运算对象收集器）、FP Unit（浮点运算单元）、INT Unit（整数算术逻辑单元）以及Result Queue（结果队列）几大部分。

每个流处理器当中，均能够支持最新的IEEE754-2008浮点标准，也就是说，它能够支持单精度以及双精度的乘法（MAD)、加法（FMA）指令。那么IEEE754-2008的优势究竟在哪里？在之前的算法当中，每条MAD或FMA计算指令完成后都会对结果进行四舍五入，然后再继续进行计算，对计算结果再次四舍五入，导致最终结果很有可能会造成较大的数据偏差。而最新的IEEE754-2008浮点标准则规定，只有在每条FMA指令全部计算完成后，才会进行一次四舍五入，因此计算结果的精度将会大幅提升。

另外，在GF100中，全新设计的整数ALU支持所有指令全32位精度，符合标准编程语言的要求。整数ALU还经过了优化，可有效支持64位以及更高精度的运算。它支持各种指令，其中包括Boolean、移位、移动、比较、转换、位字段提取、位反 向插入（Bit-reverse Insert）以及种群统计。