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GPU英文全稱Graphic Processing Unit,中文翻譯為“圖形處理器”。GPU是相對于CPU的一個概念,由于在現代的計算機中(特別是家用系統,游戲的發燒友)圖形的處理變得越來越重要,需要一個專門的圖形的核心處理器。
GPU是顯示卡的“心臟”,也就相當于CPU在電腦中的作用,它決定了該顯卡的檔次和大部分性能,同時也是2D顯示卡和3D顯示卡的區別依據。2D顯示芯片在處理3D圖像和特效時主要依賴CPU的處理能力,稱為“軟加速”。3D顯示芯片是將三維圖像和特效處理功能集中在顯示芯片內,也即所謂的“硬件加速”功能。顯示芯片通常是顯示卡上最大的芯片(也是引腳最多的)。現在市場上的顯卡大多采用NVIDIA和AMD兩家公司的圖形處理芯片。
NVIDIA公司在1999年發布GeForce256圖形處理芯片時首先提出GPU的概念。GPU使顯卡減少了對CPU的依賴,并進行部分原本CPU的工作,尤其是在3D圖形處理時。GPU所采用的核心技術有硬體T&L、立方環境材質貼圖和頂點混合、紋理壓縮和凹凸映射貼圖、雙重紋理四像素256位渲染引擎等,而硬體T&L技術可以說是GPU的標志。
GPU能夠從硬件上支持T&L(TransformandLighting,多邊形轉換與光源處理)的顯示芯片,因為T&L是3D渲染中的一個重要部分,其作用是計算多邊形的3D位置和處理動態光線效果,也可以稱為“幾何處理”。一個好的T&L單元,可以提供細致的3D物體和高級的光線特效;只不過大多數PC中,T&L的大部分運算是交由CPU處理的(這就也就是所謂的軟件T&L),由于CPU的任務繁多,除了T&L之外,還要做內存管理、輸入響應等非3D圖形處理工作,因此在實際運算的時候性能會大打折扣,常常出現顯卡等待CPU數據的情況,其運算速度遠跟不上今天復雜三維游戲的要求。即使CPU的工作頻率超過1GHz或更高,對它的幫助也不大,由于這是PC本身設計造成的問題,與CPU的速度無太大關系。
簡單說GPU就是能夠從硬件上支持T&L(Transform and Lighting,多邊形轉換與光源處理)的顯示芯片,因為T&L是3D渲染中的一個重要部分,其作用是計算多邊形的3D位置和處理動態光線效果,也可以稱為“幾何處理”。一個好的T&L單元,可以提供細致的3D物體和高級的光線特效;只不過大多數PC中,T&L的大部分運算是交由CPU處理的(這就也就是所謂的軟件T&L),由于CPU的任務繁多,除了T&L之外,還要做內存管理、輸入響應等非3D圖形處理工作,因此在實際運算的時候性能會大打折扣,常常出現顯卡等待CPU數據的情況,其運算速度遠跟不上今天復雜三維游戲的要求。即使CPU的工作頻率超過1GHz或更高,對它的幫助也不大,由于這是PC本身設計造成的問題,與CPU的速度無太大關系。
主要作用
GPU是顯示卡的“大腦”,它決定了該顯卡的檔次和大部分性能,同時也是2D顯示卡和3D顯示卡的區別依據。2D顯示芯片在處理3D圖像和特效時主要依賴CPU的處理能力,稱為“軟加速”。3D顯示芯片是將三維圖像和特效處理功能集中在顯示芯片內,也即所謂的“硬件加速”功能。顯示芯片通常是顯示卡上最大的芯片(也是引腳最多的)。現在市場上的顯卡大多采用NVIDIA和 AMD-ATI兩家公司的圖形處理芯片。
今天,GPU已經不再局限于3D圖形處理了,GPU通用計算技術發展已經引起業界不少的關注,事實也證明在浮點運算、并行計算等部分計算方面,GPU可以提供數十倍乃至于上百倍于CPU的性
能,如此強悍的“新星”難免會讓CPU廠商老大英特爾為未來而緊張, NVIDIA和英特爾也經常為CPU和GPU誰更重要而展開口水戰。GPU通用計算方面的標準目前有 OPEN CL、CUDA、ATI STREAM。其中,OpenCL(全稱Open Computing Language,開放運算語言)是第一個面向異構系統通用目的并行編程的開放式、免費標準,也是一個統一的編程環境,便于軟件開發人員為高性能計算服務器、桌面計算系統、手持設備編寫高效輕便的代碼,而且廣泛適用于多核心處理器(CPU)、圖形處理器(GPU)、Cell類型架構以及數字信號處理器(DSP)等其他并行處理器,在游戲、娛樂、科研、醫療等各種領域都有廣闊的發展前景,AMD-ATI、NVIDIA現在的產品都支持OPEN CL。
1985年 8月20日 ATi公司成立,同年10月ATi使用ASIC技術開發出了第一款圖形芯片和圖形卡,1992年 4月 ATi發布了 Mach32 圖形卡集成了圖形加速功能,1998年 4月 ATi被IDC評選為圖形芯片工業的市場領導者,但那時候這種芯片還沒有GPU的稱號,很長的一段時間ATI都是把圖形處理器稱為VPU,直到AMD收購ATI之后其圖形芯片才正式采用GPU的名字。
NVIDIA公司在1999年發布GeForce 256圖形處理芯片時首先提出GPU的概念。從此NV顯卡的芯就用這個新名字GPU來稱呼。GPU使顯卡減少了對CPU的依賴,并進行部分原本CPU的工作,尤其是在3D圖形處理時。GPU所采用的核心技術有硬體T&L、立方環境材質貼圖和頂點混合、紋理壓縮和凹凸映射貼圖、雙重紋理四像素256位渲染引擎等,而硬體T&L技術可以說是GPU的標志。
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