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小E搞机 看不懂DSP科普？华为麒麟解漫画为你解读数字信号的“速算家”

DSP作为一种独特的微处理器 ， 是业内人士经常接触的芯片 。 然而对于广大吃瓜小白来说 ， DSP是一种声名在外 ， 却很少见到真面目的芯片 。 目前来看 ， 各大厂商对DSP的宣传和描述很少 ， 深度的科普文章对于小白来说又比较些晦涩难懂 ， 怎样才能轻松理解DSP呢？
其实 ， 认识DSP并不难 ， DSP即DigitalSignalProcessor ， 数字信号处理器 。 如果把DSP拟人的话 ， TA一定是位数学能力超强 ， 性格单纯的技术派 。 今天我们通过华为麒麟发布的漫画小故事来认识DSP 。
应势而生 ， 超强数字信号计算能力“惊呆”众人
【小E搞机 看不懂DSP科普？华为麒麟解漫画为你解读数字信号的“速算家”】很久很久以前 ， 森林中有一家“麒麟工坊” ， 工坊由CPU创办 ， 起初只有CPU、Memory、Modem三位合伙人 ， 慢慢的GPU、ISP、NPU、DSP等新成员相继加入 。 工坊内每个人都有自己独特的职能 ， 成员之间相互合作慢慢将工坊发展壮大 。
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可是 ， 如今实力雄厚的麒麟工坊 ， 在发展过程中也并非一帆风顺 。 比如在DSP加入前 ， 工坊就曾遇到一次难关 。 随着数字技术不断发展 ， 更高清的语音、融合虚拟与现实AR摄影、速度更快的5G等 ， 都对芯片的数字信号处理能力提出了更高要求 。 因此 ， 麒麟工坊的工作量逐渐堆积成山 。
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为了完成这些任务 ， CPU与GPU只能加班加点地工作 。 然而 ， 高压的工作不仅令CPU、CPU疲于应付 ， 电源管理芯片也要累瘫了 。
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会造成这种情况 ， 主要是因为现有的微处理器不够擅长数字信号处理 。 还好 ， 麒麟工坊的外援神秘博士现身 ， 推荐了一位新成员——DSP 。
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与想象中“身强力壮”的形象有些不符 ， DSP的结构与CPU相似 ， 都具有完整的内核、指令集、内存等 ， 是独立的微处理器 ， 但是个头却比CPU小了很多 ， 相比CPU高达2.86GHz的主频 ， DSP的主频只有几百MHz ， 不过也正因如此 ， DSP的能效比要更高 。
举个例子 ， 假设在同一天时间里 ， CPU处理30件数字信号任务需要消耗5格电 ， GPU处理50件数字信号任务需要消耗3格电 ， 那么DSP完成100件任务仅消耗1格电 ， 能效明显更优秀 。 这样一来 ， 不仅能快速完成堆积的任务 ， 电源管理芯片也得救了 。
小而精的DSP ， 为什么能够力挽产能问题？
DSP虽然也是一块独立的微处理器 ， 但是由于架构、指令集等之间的差异 ， 使得DSP的能力有些“偏科” 。 相比较来说 ， CPU擅长控制、处理多样化任务 ， 而DSP更擅长各种与数字相关的运算 。
当然 ， 偏科并非不好 ， CPU与DSP相比就像厨师套刀与削皮刀一样 ， 虽然厨师刀能够擅长各种丰富多样的任务 ， 但是在削皮方面却无法与DSP相比 。 在芯片领域中 ， CPU虽然能力出众 ， 但在处理数字信号任务时却不如“削皮刀”DSP效率高 。 也正是因为如此 ， DSP更适合处理自己擅长的数字信号任务 ， 充分发挥自己的价值 。
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DSP为什么在处理数字信号任务上如此出色 ， 我们从架构、核心、指令集三个角度来解读 。
首先在架构方面 ， DSP采用了哈佛架构 ， 这一结构中程序存储器和数据存储器采用不同的总线 ， 通过指令、数据分开的方式 ， 两条总线能够重叠访问两个空间 。 这样一来DSP就有更大的存储器带宽 ， 数据的移动和交换更加方便 ， 本质上是非常适合处理数字信号任务的 。
另外DSP的核心频率比较低 。 一般来讲 ， 高频运行时钟需要更高的电压 ， 会导致功耗迅速增长 。 因此频率更低的DSP采用了复杂的并行计算 ， 能够在更短时间内以更高性能、更低功耗来完成任务 。


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