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GPU图形处理器

腾讯云 2017年01月02日 浏览609

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摘要: GPU英文全称Graphic Processing Unit,中文翻译为“图形处理器”。GPU是相对于CPU的一个概念,由于在现代的计算机中(特别是家用系统,游戏的发烧友)图形的处理变得越来越重要,需要一个专门的图形的核心处理器。可用GPUZ来查看你显卡性能参数。 GPU是显示卡的“大脑”,它决定了该显卡的档次和大部分性能,同时也是2D显示卡和3D显示卡的区别依据。2D显示芯片在处理3D图像和特效时主要依赖CPU的处理能力,称为“软加速”。3D显示芯片是将三维图像和特效处理功能集中在显示芯片内,也即所谓的“硬件加速”功能。显示芯片通常是显示卡上最大的芯片(也是引脚最多的)。 GPU已经不再局限于3D图形处理了,GPU通用计算技术发展已经引起业界不少的关注,事实也证明在浮点运算、并行计算等部分计算方面,GPU可以提供数十倍乃至于上百倍于CPU的性能,如此强悍的“新星”难免会让CPU厂商老大英特尔为未来而紧张, NVIDIA和英特尔也经常为CPU和GPU谁更重要而展开口水战。GPU通用计算方面的标准有 OPEN CL、CUDA、ATI STREAM。其中,OpenCL(全称Open Computing Language,开放运算语言)是第一个面向异构系统通用目的并行编程的开放式、免费标准,也是一个统一的编程环境,便于软件开发人员为高性能计算服务器、桌面计算系统、手持设备编写高效轻便的代码,而且广泛适用于多核心处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、Cell类型架构以及数字信号处理器(DSP)等其他并行处理器,在游戏、娱乐、科研、医疗等各种领域都有广阔的发展前景,AMD-ATI、NVIDIA产品都支持OPEN CL。

GPU英文全称Graphic Processing Unit,中文翻译为“图形处理器”。GPU是相对于CPU的一个概念,由于在现代的计算机中(特别是家用系统,游戏的发烧友)图形的处理变得越来越重要,需要一个专门的图形的核心处理器。可用GPUZ来查看你显卡性能参数。

GPU是显示卡的“大脑”,它决定了该显卡的档次和大部分性能,同时也是2D显示卡和3D显示卡的区别依据。2D显示芯片在处理3D图像和特效时主要依赖CPU的处理能力,称为“软加速”。3D显示芯片是将三维图像和特效处理功能集中在显示芯片内,也即所谓的“硬件加速”功能。显示芯片通常是显示卡上最大的芯片(也是引脚最多的)。

GPU已经不再局限于3D图形处理了,GPU通用计算技术发展已经引起业界不少的关注,事实也证明在浮点运算、并行计算等部分计算方面,GPU可以提供数十倍乃至于上百倍于CPU的性能,如此强悍的“新星”难免会让CPU厂商老大英特尔为未来而紧张, NVIDIA和英特尔也经常为CPU和GPU谁更重要而展开口水战。GPU通用计算方面的标准有 OPEN CL、CUDA、ATI STREAM。其中,OpenCL(全称Open Computing Language,开放运算语言)是第一个面向异构系统通用目的并行编程的开放式、免费标准,也是一个统一的编程环境,便于软件开发人员为高性能计算服务器、桌面计算系统、手持设备编写高效轻便的代码,而且广泛适用于多核心处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、Cell类型架构以及数字信号处理器(DSP)等其他并行处理器,在游戏、娱乐、科研、医疗等各种领域都有广阔的发展前景,AMD-ATI、NVIDIA产品都支持OPEN CL。

1985年 8月20日 ATi公司成立,同年10月ATi使用ASIC技术开发出了第一款图形芯片和图形卡,1992年 4月ATi发布了 Mach32 图形卡集成了图形加速功能,1998年 4月 ATi被IDC评选为图形芯片工业的市场领导者,但那时候这种芯片还没有GPU的称号,很长的一段时间ATI都是把图形处理器称为VPU,直到AMD收购ATI之后其图形芯片才正式采用GPU的名字。

NVIDIA公司在1999年发布GeForce 256图形处理芯片时首先提出GPU的概念。从此NV显卡的芯就用这个新名字GPU来称呼。GPU使显卡减少了对CPU的依赖,并进行部分原本CPU的工作,尤其是在3D图形处理时。GPU所采用的核心技术有硬体T&L、立方环境材质贴图和顶点混合、纹理压缩和凹凸映射贴图、双重纹理四像素256位渲染引擎等,而硬体T&L技术可以说是GPU的标志。

第一个问题:

GPU的竞争远比CPU的竞争来得激烈。通用PC的CPU就只有英特尔和AMD两家大厂。而在GPU方面领先的是NVIDIA和AMD两家厂商,但能生产中低端产品的还有英特尔、三星等好几家厂商。它们的产品虽然不如前两家,但在很多应用方面也能满足用户的需要,所以N记和A记只有拼命往前跑才不会死掉。CPU厂商没有采用GPU的先进工艺是因为CPU厂商都有自己投资的生产线,不可能一下把原来的生产线都淘汰了上新的生产线,那样做可能连当初投入的资金都难以收回。而GPU厂商由于种种原因,一般都是自己设计由别人代工的,比如找台积电代工。代工厂商为了能接到业务,只有不停升级自己的生产设备,这样才能生存下来。所以造成以上原因。

第二个问题:

CPU除了处理游戏的AI,情节等方面的数据外,对于有些图像方面也是由它完成的。当微软每次发布新的DX时,并不是每款GPU都能支持DX新的特性,所以有些图像方面的任务还得由CPU来完成。还有有些特性比如重力特性以前是由CPU来完成,有些GPU也能支持了,这些任务就由GPU来完成了。

第三个问题:

GPU相当于专用于图像处理的CPU,正因为它专,所以它强,在处理图像时它的工作效率远高于CPU,但是CPU是通用的数据处理器,在处理数值计算时是它的强项,它能完成的任务是GPU无法代替的,所以不能用GPU来代替CPU。另外,AMD在2006年以54亿美元的巨资收购了ATI公司,AMD看到今后CPU和GPU只有走一条融合的道路才能地竞争中占得先机。CPU和GPU如何配合默契才能最大地提高工作效率是AMD考虑的问题,也是英特尔的问题。

第四个问题:

微软发布Windows7 其中一个显著特性就是 联合GPU和CPU的强大实力,提升GPU在硬件使用的价值,在Windows7中,CPU与GPU组成了协同处理环境。CPU运算非常复杂的序列代码,而GPU则运行大规模并行应用程序。微软利用DirectX Compute将GPU作为操作系统的核心组成部分之一。DirectX Compute。它让开发人员能够利用 GPU的大规模并行计算能力,创造出引人入胜的消费级和专业级计算应用程序。简单的说,DirectX Compute就是微软开发的GPU通用计算接口,欲统一GPU通用计算标准。也就是说windows7 以后GPU的硬件地位将仅次于CPU,发挥出更大的效用。英特尔发布的酷睿二代Sandy Bridge处理器集成的核芯显卡和AMD Llano APU已经将集成显卡提升到了一个新的高度,英特尔下一代Ivy Bridge处理器更是进一步增强了核芯显卡的能力。

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