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看板 Gossiping
作者 jserv (松鼠)
標題 Re: [問卦] 為什麼顯示卡不能取代CPU直接裝作業系統
時間 Sat Feb 24 01:46:03 2018

※ 引述《rick102233 (rick102233)》之銘言：
: 現在顯示卡的運算這麼強，還能橋接多張
: 後來AMD漸漸推出APU不就代表明明可以做在一起，性能還不差，而且還維持一樣大小
: 那卡王各個都這麼大張，若是類比成APU豈不飛天

要看「類比」的基準點在哪，才能討論。不是每個開發網站服務的工程師奮鬥
幾年後，都能搞出可「飛天」的 SpaceX 出來。

回到主題：「是否能在 GPU 上執行作業系統？」

這是個好問題，我們要先思考「作業系統是什麼？」

在 Wikipedia [1] 提及以下:

> An operating system (OS) is system software that manages
> computer hardware and software resources and provides
> common services for computer programs.

我們可看出:
a. 作業系統的本質是軟體，但作用很特別，和電腦硬體打交道;
b. 作業系統的「定位」在於使用者操作的應用程式和硬體之間;
c. 作業系統管理系統資源並且提供通用的服務;

在紀錄片《Revolution OS》[2] 中，Linux 核心的草創者 Linus
Torvalds 解釋作業系統原理時，他明確提到：

> 作業系統就是你永遠不會看到的東西，因為沒有人直接使用作業系統，
> 人們使用的是程式。在他們的電腦上，作業系統唯一的使命就是，幫助
> 其它程式執行，所以作業系統從未獨立運行，而僅是默默等待程式，


> 來向它要求現有資源、某個存在硬碟上的檔案或要求其它程式將這個
> 程式連接到外面去，然後作業系統再一步步地，試著讓人們寫程式容易
> 一些

我們再繼續思考：「電腦裡頭除了 CPU，不也有 GPU 嗎？」
是的，而且依據上述思路，只要在 GPU 上得以管理資源並且提供通用服務
的特殊軟體，在概念上即可是作業系統。

你沒聽過不代表不存在或不可行。先岔開話題，小弟我前天喜滋滋換用
Nokia 3310 3G [3] 手機，終於回到手機在身邊，不用頻頻留意電池刻度，
只要回覆電話和簡訊的輕鬆日子 [4]，這樣的手機顯然是一款硬體裝置，

而且其上具備應用程式 (可下載 Java 程式)，但你會理會裡頭的作業系統
叫做什麼名字嗎？會想知道裡頭的作業系統是否存取到 GPU 嗎？很可能不
會想知道，我就懶得細節 (儘管我知道是 Series 30+)。


故作玄虛到此，原主題「是否能在 GPU 上執行作業系統？」又該如何解呢？
UT Austin 和 Yale University 的研究人員幾年前發表一篇論文
"GPUfs: The Case for Operating System Services on GPUs" [5]
已經透過在 NVIDIA GPU 上的實作，開發出得以管理 GPU 資源的系統軟體，
涵蓋了典型作業系統服務 (主要是檔案系統)。在該論文尾聲提到:

> System-wide supportfor operating system services, as demonstrated
> by GPUfs, alleviatesthis basic constraint of the programming model,
> and could benefitmany GPU applications including those developed
> with the help ofother GPU productivity tools.

上面的 GPUfs 就是針對 NVIDIA GPU 開發出的檔案系統，連同對應的作業系統
服務，程式碼發佈在 GitHub:
    https://github.com/gpufs/gpufs
GitHub - gpufs/gpufs: GPUfs - File system support for NVIDIA GPUs
gpufs - GPUfs - File system support for NVIDIA GPUs ...

 

搭配看 Wikipedia 的定義，這樣的概念實作當然可稱為作業系統，只是不算
通用作業系統 (general purpose operating system)。

(如果你看到這裡還沒離開的話，幫你畫重點) 原命題成立，不過執行於 GPU 的
作業系統的通用性較低。

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Operating_system
Operating system - Wikipedia
An operating system (OS) is system software that manages computer hardware and software resources and provides common services for computer programs. ...
 
[2] 新竹交通大學資訊工程系「自由開源軟體與專案協作」課程
    (2014-2017) 的師生對《Revolution OS》做了一系列解說和
    資訊補充，請見: https://hackmd.io/s/SyuRJIPI-
從 Revolution OS 看作業系統生態變化 - HackMD
# 從 _Revolution OS_ 看作業系統生態變化 ( 本文為新竹交通大學資訊工程系「[自由開源軟體與專案協作]( ...

 
[3] 復刻的 Nokia 3310 手機由 HMD Global 進行品牌管理、鴻海旗下的富智康
    進行生產、售後、研發、供應鏈管理
[4] 網友的開箱文:
    http://www.eprice.com.tw/mobile/talk/4529/5042181/1/rv/nokia-3310-2017-3G-版-review/
Nokia 3310 3G 回歸！它除了通話之外還能做什麼？ (開箱、評價、規格) - 手機新聞 | ePrice 比價王
HMD Global 在 11 月中時，在台灣推出 Nokia 3310 的 3G 版本，讓不少 Nokia 老粉絲們流下時代的眼淚，想要買一台來收藏。不過，買來收藏的話另當別論，如果你想要把它當作備用手機使用、或是給家中長輩用的話，這款新的 Nokia 3310 3G 除了通話、簡訊之外到底可以做 ...

 
[5] 請見: http://bford.info/pub/os/gpufs-cacm.pdf

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推 fuhu66: 有神快拜1F 02/24 01:47
推 a94037501: 我文組2F 02/24 01:47
推 NVIDIA: 當然可以3F 02/24 01:48
推 atpx: 已跪, 大神居然回這種文4F 02/24 01:48
推 love5332tw: 專業 跪5F 02/24 01:48
推 hgsdfjkgh: 有神 已跪6F 02/24 01:49
推 ispy03532003: 趕快推 不然別人以為我看不懂7F 02/24 01:49
推 letitflame: Sana太太說看到這個ID要推8F 02/24 01:50
→ jserv: 只是趁機幫我的課程打廣告: http://wiki.csie.ncku.edu.tw/9F 02/24 01:51
Wiki - 成功大學資訊工程系(所) Wiki 系統

 
推 probsk: 你GPU系?10F 02/24 01:51
推 alex94539: 神11F 02/24 01:51
→ jserv: @NVIDIA, 感謝神支援12F 02/24 01:52
推 EagleEmperor: 不推了  我真的看不懂13F 02/24 01:53
推 L1ON: 哇靠。14F 02/24 01:54
推 t81511270: 這 ID 不4大神 老師嗎15F 02/24 01:55
推 jhjhs33504: 這樣搞很折騰16F 02/24 01:55
推 Arbin: 這樣也釣到...17F 02/24 01:55
噓 BradPeter:18F 02/24 01:56
→ jserv: @a94037501, 我也文組，讀論[文]再[組]合裡頭概念到程式中19F 02/24 01:56
推 wuyiulin: 宅瑟夫！20F 02/24 01:56
推 Aeolusfly: 看到第二頁覺得不對勁 跳出去一看 果然是大神 跪21F 02/24 01:56
→ jserv: @BradPeter, 不舒服要跟老師說，不要悶在心裡呀22F 02/24 01:57
推 dyadi: 推23F 02/24 01:57
推 eris231: 神串留名24F 02/24 01:58
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推 wlsh5701: 先推28F 02/24 02:01
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→ jserv: @m21423, 看不懂是因你還沒成為[論]文組，上面有連結喔:-)30F 02/24 02:01
→ kamichu: 喜孜孜的使用nokia 331031F 02/24 02:01
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噓 cosmite: 在作業系統與硬體間還有一層韌體, 不管你是想叫他嵌入式系統或BIOS, 那才是真正控制硬體、控制指令集的層面.37F 02/24 02:06
推 sam910037: 幹，居然釣得到，收我一拜39F 02/24 02:07
→ jserv: @cosmite, 有個課程叫做nand2tetris，可幫助你回歸本質學習40F 02/24 02:09
噓 wayneh1556: 幫文組崩潰噓41F 02/24 02:10
→ cosmite: 我是業界人士了 以前當學生 8051也都有碰過.42F 02/24 02:12
推 tom282f3: j大必推43F 02/24 02:15
→ jserv: 作業系統甚至可不依賴韌體執行，如 CSAIL 的
LEAP FPGA Operating System (CSAIL)44F 02/24 02:16
推 a2470abc: 這ID要先拜46F 02/24 02:19
→ jserv: @YU0158, 我午夜讀論文配宵夜，朝向專業文組邁進47F 02/24 02:21
推 Daichiuri: jserv 大大 ！48F 02/24 02:21
→ cosmite: FPGA已經很偏硬體了, 以一般end user對OS的印象不外乎Windows/Linux/iOS/Android. 大架構的產品通常都會把硬體/韌體/軟體(包含OS) 拆得很細.49F 02/24 02:23
推 mia3: 推個大神52F 02/24 02:24
→ jserv: @cosmite, 標題沒聲明 GPOS 呀53F 02/24 02:24
推 ntustjc: 有神快拜~~54F 02/24 02:24
→ cosmite: 當然沒辦法以一蓋之. 但你這種說法對外行人來說有誤導之嫌(?). 畢竟多數/社會大眾對作業系統(OS)的印象不外乎我上述所列居多, 而其是無法直接與硬體溝通的. 因其無法直接控制指令碼, 須透過韌體層來幫助中斷/傳達.55F 02/24 02:29
推 zenan321: 啊你是想逼死誰？59F 02/24 02:30
→ wiydluck: 簡單的說 GPU能當作CPU用 但不會比較好60F 02/24 02:32
推 gilingking: 說的蠻好的 給推61F 02/24 02:37
推 Ericcws: 上篇噓的臉好腫lol62F 02/24 02:38
推 arms6806: 沒有line 長輩也不會想用63F 02/24 02:39
推 gpointchen: 推64F 02/24 02:39
推 seal0112: 有神快拜65F 02/24 02:39
推 owlonoak: 推66F 02/24 02:39
推 Debian: 跪著看這篇文章。67F 02/24 02:40
推 moveurbody: 跪到孫子問我怎麼都沒反應68F 02/24 02:43
推 ajin0305: 推一個69F 02/24 02:53
推 chriskuo14: 大神快跪70F 02/24 02:55
推 tony5361627: 推71F 02/24 02:59
推 octangus07: 跪了72F 02/24 03:00
推 Siddhartha: 老師好。73F 02/24 03:02
推 shiro0701: 老師好74F 02/24 03:11
推 xoops5570: 先推75F 02/24 03:13
推 nedetdo: 跪76F 02/24 03:24
推 moneylys99: 老師！！(跪77F 02/24 03:28
推 a80055power: 宅色夫 跪拜78F 02/24 03:32
推 asdg62558: GPU 不像 CPU 的指令集 那樣通用吧79F 02/24 03:35
推 RUSSIAN22: 推80F 02/24 03:44
推 atqgwsx123: 連格式都有排好 不推不行81F 02/24 04:08
推 jelly63: 所以我是在用比爾蓋茲發明的Windows 作業系統還是Windows 程式……?你說沒人直接使用作業系統……我還有點亂82F 02/24 04:13
推 jitaomef: 推84F 02/24 05:28
推 king00000000: 有神先推，之前有想過這個問題，你這樣一說就懂了85F 02/24 05:57
推 cool9203: 跪了  大神ㄚㄚㄚㄚㄚㄚ86F 02/24 06:01
→ king00000000: 回樓樓上，你可以想想看你用Windows做了什麼，你會這麼覺得是因為現在windows內建很多“程式”，像計算機、小畫家等等，你把這些拿掉後想想看你還能做什麼，只能點點滑鼠開一堆空資料夾而已，這些都不能被稱為“使用”電腦吧，只能稱為“管理”87F 02/24 06:03
推 GGininGG: 神92F 02/24 06:57
推 a0913: 先推93F 02/24 07:00
推 yen0829: 有神快拜94F 02/24 07:15
推 kiwi0530: 老師辛苦了，還要在八卦板上教書95F 02/24 07:38
推 AInnor: Pushhhhh大神96F 02/24 07:41
推 johnny3: windows最基本的程式是檔案總管explorer.exe97F 02/24 07:44
推 ron08072002: 有神快推98F 02/24 07:45
推 cookie1115: 竟然釣到神99F 02/24 08:00
推 Huffman: 強者推100F 02/24 08:05
推 ytwu1975: 推！！！101F 02/24 08:11
推 soheadsome: <(_ _)>102F 02/24 08:16
推 zazart: 推惹103F 02/24 08:19
推 kentyeh: 太認真了吧104F 02/24 08:24
推 GARIGI: 文組版本：不行105F 02/24 08:26
推 liugs963: 跪106F 02/24 08:48
推 kig88: 推推107F 02/24 08:49
噓 s942816: 為你發的論文感到擔心108F 02/24 08:49
推 Ethical: 有神快推109F 02/24 08:52
推 gametv: 這id必須推110F 02/24 08:59
推 luckycat158: 專業…111F 02/24 09:09
推 wkunhui: 宅色夫必推112F 02/24 09:15
推 shiauji: 不錯113F 02/24 09:32
推 MidoBanA: 留名114F 02/24 09:45
推 Brothre23: 左轉看ID發現果然是jserv 跪m(_ _)m115F 02/24 09:49
推 JameC: jserv必推116F 02/24 09:51
推 qweeqwee: 有神已跪117F 02/24 09:53
推 henrylin8086: 大神老師!!!118F 02/24 09:53
推 TianBonBon: 跪拜119F 02/24 09:54
推 ilsr: 嗯嗯，跟我想的很像(嚼薯條120F 02/24 10:07
推 aa334477: 推大神121F 02/24 10:22
推 maxisam: 推122F 02/24 10:32
推 LucasChen: puah123F 02/24 10:38
推 argc: 上了一課 謝謝124F 02/24 10:40
推 soyjay: 看到一半往上拉 原來是老師...很怕上一次講了大撒幣老師就被消失了啊...125F 02/24 10:43
推 charlly: hi老師127F 02/24 10:48
推 penta: 系上教授 給推128F 02/24 10:49
推 zeussteven: 大神129F 02/24 10:50
推 wanchi1102: 看不懂推130F 02/24 11:02
推 shawnm80: 大神131F 02/24 11:10
推 playdoom: 推專業132F 02/24 11:27
推 TitanEric: 已跪133F 02/24 11:51
推 Wand: 整個八掛版都是 jserv的教室134F 02/24 12:00
推 cospergod: 專業135F 02/24 12:02
推 Sixigma: 腦師早安136F 02/24 12:10
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推 Qoohunter: 大神推139F 02/24 12:17
噓 zzss2003: 推cosㄧ票，OS需要透過firmware才有辦法控制hardware，不然就不會有firmware這個詞140F 02/24 12:31
推 lyellow: 推142F 02/24 12:47
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推 raagi: 有神快拜145F 02/24 13:14
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推 eterbless: 看到第二段拉上去看 宅色夫果然又是你148F 02/24 14:56
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推 pig250907: 大神 給推150F 02/24 16:32

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