实时计算及异构计算随笔笔记

本文主要是介绍实时计算及异构计算随笔笔记，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

3、异构计算的典型应用
异构计算并不神秘，目前已渗透各个领域，不仅是PC领域，也包括了手持移动设备领域、行业领域，甚至是云计算、分布式计算领域。事实上，异构计算至少在应用端（前台）并不像它的名字这样生涩，很多应用里面，都有异构计算的身影。小到网页及视频加速，大到DNA计算、蛋白质计算、气象运算，都能和异构计算搭上关系。但都有一定的限制，如_global_函数类型限定符用于声明内核函数，只能在设备上执行，从主机调用。

3.1 AMD视频稳定技术
视频是和大家息息相关高频应用。而AMD、英特尔和NVIDIA在视频领域都有GPU加速/解码/转码技术——这一点大家都知道了。但还有些技术可能大家还不了解，比如图像稳定技术。

我们时常遇到抖动的视频，这种抖动可能源于拍摄者的手不稳，也可能是因为长焦拍摄。无论如何，AMD通过异构计算拿出了解决方案：2011年中，AMD 宣布了“Steady Video”技术，可以实时对抖动画面进行稳定化处理。不过由于缺乏播放软件的支持，该技术一直是“只闻其声，不见其形”，真正的应用并不多。而在AFDS 2012上，这一技术的升级版再度出击——与去年不同的是，如今，你使用APU平台笔记本，抑或是使用带有AMD独显，就能实实在在地感受到这一技术带来的良好特性。

Steady Video是一个很典型的异构计算应用，因为它并非完全采用GPU而解放CPU资源，而是将实时的视频图像处理任务进行了智能分工，分别交给CPU 和GPU共同完成。

3.2 人脸识别
人脸识别是生物识别这个大范畴中的一类，目前广泛地运用在日常的娱乐生活中，相机拍照、摄像头人脸识别登录，甚至是目前很火的摄像头动作感应游戏，都是基于人脸识别系统的。那么，人脸识别怎么会和异构计算扯上关系的呢？

人脸识别系统后台有面部模型，而其识别工作方式可能是这样的（不同软件会有区别）：先把画面分成若干区域，大家可理解为一个区域对应一个识别框。然后，针对识别框进行识别和判定。每个识别框不是完全独立的，而是有大量重复区域。也就是说，整个画面会被分成海量的区域（识别框）。工作量如此大的“重复简单劳动”，让CPU来运算就很头疼了——因为它得一个一个地（特指单核CPU）比对、判定，就像跑马拉松；而GPU的核非常多，可同时对多个识别框进行比对和判定，效率大大提升。

或许有人会说：CPU速度快，可以弥补数量的不足。但人脸识别绝非图示那么简单。举例来说，如果识别框的大小设定不对（如下图），就无法正常识别到人脸。那么在完成一次全画面识别后，需让识别框变大点再从头开始——这样看来，就是恐怖的工作量了。一张1920×1080分辨率的静态图片若经多次识别框大小调整并最终找到人脸，识别（框）总量大概为4百万个！如果是动态视频（等同于人脸跟踪），每秒的运算量还要翻几十倍！很显然，这类工作是GPU的专长。同时，GPU还会引入新的算法，会将画面先分为若干独立区域，利用面部模型先排除掉完全无人脸特征的区域，然后对剩下的区域进行并行计算（识别），效率可大幅提升。

3.3星云计算
星云计算，这个词对于咱普通人可能觉得有些陌生，只知道通过各种太空望远镜和卫星拍摄的星云图、星系图好漂亮！不过宇宙中有数不清的星星，一个星系可能就有上万亿颗星星（银河系有400亿颗），而目前探知的星系就有1250亿个……

如果天文学家要演示和模拟星球的运行和分布，将一个星系图线性放大到星球图，会是多大的工作量呢!？很显然，内核不多的CPU干这个活儿是难以想象的。拥有上千流处理器的GPU干起来效率就高多了。通过GPU的加速，可以实现多至数百万个运算星体的的处理工作，图像缩放时可达60帧/秒，观看者完全感觉不到停顿。

当然，如果纯粹是GPU运算,CPU就闲着了，所以，如果能够动态结合CPU 极高的频率和GPU的并行运算能力，效率就能得到最大的提升。在这个应用中，节能不是第一要素，而是在固定的投入下发挥出最大工作效率，这也是异构计算的目的之一。

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