一文读懂APU/BPU/CPU/DPU/EPU/FPU/GPU等处理器

从公开渠道可以看到的招聘信息以及非公开的业内交流来看，其做芯片已成事实。

TensTorrent 一家位于Toronto的start-up，研发专为深度学习和智能硬件而设计的高性能处理器，技术人员来自NVDIA和AMD。

Deep Learning Unit。深度学习单元。Fujitsu（富士通）最近高调宣布了自家的AI芯片，命名为DLU。名字虽然没什么创意，但是可以看到DLU已经被富士通标了"TM"，虽然TM也没啥用。在其公布的信息里可以看到，DLU的ISA是重新设计的，DLU的架构中包含众多小的DPU（Deep Learning Processing Unit）和几个大的master core（控制多个DPU和memory访问）。每个DPU中又包含了16个DPE（Deep-Learning Processing Element），共128个执行单元来执行SIMD指令。富士通预计2018财年内推出DLU。

Deep Learning Accelerator。深度学习加速器。NVIDA宣布将这个DLA开源，给业界带来了不小的波澜。大家都在猜测开源DLA会给其他AI公司带来什么。参考这篇吧"从Nvidia开源深度学习加速器说起"

Dataflow Processing Unit。数据流处理器。创立于2010年的wave computing公司将其开发的深度学习加速处理器称为Dataflow Processing Unit(DPU)，应用于数据中心。Wave的DPU内集成1024个cluster。每个Cluster对应一个独立的全定制版图，每个Cluster内包含8个算术单元和16个PE。其中，PE用异步逻辑设计实现，没有时钟信号，由数据流驱动，这就是其称为Dataflow Processor的缘由。使用TSMC 16nm FinFET工艺，DPU die面积大概400mm^2，内部单口sram至少24MB，功耗约为200W，等效频率可达10GHz，性能可达181TOPS。前面写过一篇他家DPU的分析，见传输门AI芯片|浅析Yann LeCun提到的两款Dataflow Chip。

Digital Signal Processor。数字信号处理器。芯片行业的人对DSP都不陌生，设计DSP的公司也很多，TI，Qualcomm，CEVA，Tensilica，ADI，Freescale等等，都是大公司，此处不多做介绍。相比于CPU，DSP通过增加指令并行度来提高数字计算的性能，如SIMD、VLIW、SuperScalar等技术。面对AI领域新的计算方式（例如CNN、DNN等）的挑战，DSP公司也在马不停蹄地改造自己的DSP，推出支持神经网络计算的芯片系列。在后面VPU的部分，会介绍一下针对Vision应用的DSP。和CPU一样，DSP的技术很长时间以来都掌握在外国公司手里，国内也不乏兢兢业业在这方向努力的科研院所，如清华大学微电子所的Lily DSP（VLIW架构，有独立的编译器），以及国防科大的YHFT-QDSP和矩阵2000。但是，也有臭名昭著的"汉芯"。

EPU

Emotion Processing Unit。Emoshape 并不是这两年才推出EPU的，号称是全球首款情绪合成（emotion synthesis）引擎，可以让机器人具有情绪。但是，从官方渠道消息看，EPU本身并不复杂，也不需要做任务量巨大的神经网络计算，是基于MCU的芯片。结合应用API以及云端的增强学习算法，EPU可以让机器能够在情绪上了解它们所读或所看的内容。结合自然语言生成(NLG)及WaveNet技术，可以让机器个性化的表达各种情绪。例如，一部能够朗读的Kindle，其语音将根据所读的内容充满不同的情绪状态。

FPU

先说一个最常用的FPU缩写：Floating Point Unit。浮点单元，不多做解释了。现在高性能的CPU、DSP、GPU内都集成了FPU做浮点运算。

Force Processing Unit。原力处理器，助你成为绝地武士。酷！

GPU

Graphics Processing Unit。图形处理器。GPU原来最大的需求来自PC市场上各类游戏对图形处理的需求。但是随着移动设备的升级，在移动端也逐渐发展起来。

NVIDIA 说起GPU，毫无疑问现在的老大是NVIDIA。这家成立于1993年的芯片公司一直致力于设计各种GPU：针对个人和游戏玩家的GeForce系列，针对专业工作站的Quadro系列，以及针对服务器和高性能运算的Tesla系列。随着AI的发展，NVIDIA在AI应用方面不断发力，推出了针对自动驾驶的DRIVE系列，以及专为AI打造的VOLTA架构。特别提一下VOLTA，今年5月份，NVIDIA发布的Tesla V100采用TSMC 12nm工艺，面积竟然815mm^2，号称相关研发费用高达30亿美元。得益于在AI领域的一家独大，NVIFIA的股价在过去一年的时间里狂涨了300%。最后，也别忘了NVIDIA家还有集成了GeForce GPU的Tegra系列移动处理器。

AMD 这几年NVIDIA的火爆，都快让大家忘了AMD的存在了。AMD是芯片行业中非常古老的一家芯片公司，成立于1969年，比NVIDIA要早很多年。AMD最出名的GPU品牌Radeon来自于其2006年以54亿美元收购的ATI公司（暴露年龄地说，本人的第一台PC的显卡