程序員的野心：讓GPU像CPU一樣運行
GPU代表的是圖形處理單元，但是，這些小小芯片除了處理圖形功能，還有其它用處。比如，Google使用GPU來為人腦建模，Salesforce 則依賴GPU分析Twitter微博數(shù)據(jù)流。GPU很適合并行處理運算，也就是同時執(zhí)行成千上萬個任務(wù)。怎么做呢？你得開發(fā)一個新軟件，讓它挖掘GPU芯片的潛力。最近美國印第安納大學(xué)計算機博士Eric Holk就作出嘗試，他開發(fā)了一個應(yīng)用程序來運行GPU。Holk 說：“GPU編程仍然需要程序員管理許多低層細節(jié)，這些細節(jié)是與GPU執(zhí)行的主要任務(wù)分離的。我們想開發(fā)一個系統(tǒng)，幫助程序員管理這些細節(jié)，讓GPU在提高生產(chǎn)力的同時仍然有很好的性能。”
一般來說，電腦計算任務(wù)大多由CPU完成。一個CPU處理一個計算序列，也就是所謂的一次處理一個線程，它必須盡可能快地執(zhí)行。GPU的設(shè)計初衷是一次處理多個線程，這些線程處理速度慢很多，但程序可以利用并行優(yōu)勢執(zhí)行得更快一些，就像超級電腦一樣。
Holk稱，今天，CPU已經(jīng)能執(zhí)行并行運算了，多核也很流行，但它們主要還是針對單線程優(yōu)化的。
GPU術(shù)語直到1999年才出現(xiàn)，但在此之前已經(jīng)有早期的視頻處理芯片了，它們于1970-1980年推出。當(dāng)時，視頻處理芯片嚴重依賴CPU進行圖形處理，1990年代圖形顯卡更流行了，也更強大了，主要是因為3D顯卡出現(xiàn)。
喬治亞科技大學(xué)Chris McClanahan認為，GPU硬件架構(gòu)已經(jīng)進化，以前它只是特定單一核心，現(xiàn)在向一組高并行、可編程核心轉(zhuǎn)變，它可以用來處理更通用的計算。毫無疑問，隨著GPU技術(shù)的發(fā)展，它會增加更多可編程性、更多并行性，變得越來越像CPU，可以用于通用計算。McClanahan 說，CPU和GPU最終會融合。同時，開發(fā)者也開始挖掘GPU的能力，用于不同的應(yīng)用中，包括物理系統(tǒng)建模、強化智能手機等。
Holk解釋道：“GPU的內(nèi)存帶寬也比CPU高很多，在對海量數(shù)據(jù)進行簡單計算時，它的效率更好。”
已經(jīng)有一些GPU編程語言存在，包括CUDA和OpenCL。Harlan 開發(fā)了新語言Harlan，它可以控制GPU。實際上，Harlan被編譯成OpenCL。但與其它語言不同，Harlan語言的抽象思維更多與高級編程語言相近，比如Python、Ruby。Holk 稱：“Harlan的另一個目標是想回答一個問題：如果從一開始就開發(fā)一門語言，它最初的目標就是支持GPU編程，那會怎樣呢？目前的大多系統(tǒng)將GPU編程嵌入到現(xiàn)有語言中，開發(fā)者不得不處理舊語言的所有問題。Harlan可以讓開發(fā)者更好地為目標硬件、程序作決策。”
Harlan語法基于Scheme，它是Lisp語言的現(xiàn)代變種，Scheme是所有好語言的始祖。為了讓編程語言更“正常”一些，Harlan 還用到了Rust語言，這種語言主要面向開發(fā)系統(tǒng)，它可以操作硬件底層。Holk的目的是讓程序員編寫的代碼更有效，因為Harlan能生產(chǎn)更好的GPU代碼。
原文鏈接：http://www.wired.com/wiredenterprise/2013/07/gpu-programming-language/
