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CPU(中央处理单元)和 FPGA(现场可编程门阵列)之间的区别

二牛学FPGA二牛学FPGA
行业资讯
7个月前
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这个视频直观地展示了 CPU(中央处理单元)和 FPGA(现场可编程门阵列)之间的区别。

在视频的左侧,显示的是 CPU,我们可以看到:

- 架构:视频中提到的“Software”部分代表存储指令的程序。CPU 基于 冯·诺依曼架构,其中指令和数据存储在同一存储空间内,CPU 按顺序读取、解码并执行指令。

- 灵活性:“Hardware”部分代表执行指令的固定逻辑电路。CPU 作为一种通用处理器,能够执行多种软件指令,支持多种应用程序,因此它具有较强的灵活性。

- 可编程性:CPU 的编程通过软件指令完成,具有较高的可更新性和修改的灵活性。然而,执行软件指令时需要依赖硬件的解码过程,这可能会引发性能瓶颈。

- 功耗:在执行单一任务时,CPU 的效率较高,但在多任务处理时,相比 FPGA它的效率较低,同时功耗也较大。

视频右侧展示的是 FPGA,其特点如下:

- 并行处理:“Computation integrated in hardware”指的是硬件级的并行计算,可以看到多个逻辑块并行工作,这使得 FPGA 能够在多个任务上并行处理,从而显著提高执行速度。

- 可配置硬件:FPGA 由多个 可配置逻辑块(CLB)、嵌入式 RAM 和其他资源组成,这些逻辑块并不是固定的电路,而是可以通过 HDL(硬件描述语言)进行编程和定制。这样,FPGA 可以针对特定应用进行优化,从而实现更高的性能。

- 高性能、低延迟:由于计算在硬件级别进行,FPGA 能够提供比 CPU 更高的性能和更低的延迟。

- 功耗:尽管 CPU 在某些任务上功耗较高,但由于 FPGA 的并行处理和硬件配置优化,某些场景 FPGA 的功耗可能更高。

CPU 和 FPGA 各有优劣。CPU 适用于需要高灵活性的场景,而 FPGA 更适合那些需要高性能、低延迟和高度并行处理能力的场景。

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