Перспектива за развитие на GPU индустрията през 2020 г.

Търси отпечатъците на развитието от световните гиганти

Функция и класификация на GPU

GPU (графичен процесор, графичен процесор) е известен също като чип на дисплея. Използва се главно в персонални компютри, работни станции, хостове за игри и мобилни устройства (смартфони, таблетни компютри, VR устройства) за изпълнение на графични операции.

Структурата определя, че GPU е по-подходящ за паралелни изчисления. Основната разлика между GPU и CPU се крие в архитектурата на кеширания чип и структурата на блока за цифрова логика: броят на ядрата на GPU (особено изчислителните единици Alu) е много повече от този на CPU, но структурата му е по-проста от тази на процесора, така че се нарича многоядрена структура. Многоядрената структура е много подходяща за изпращане на един и същ поток от инструкции към многоядрения паралелно, използвайки различни входни данни за изпълнение, така че да завърши масивните и прости операции в графичната обработка, като една и съща трансформация на координати за всяка връх и изчисляване на цветовата стойност на всеки връх според един и същ модел на осветление. GPU използва своите предимства при обработката на масивни данни и компенсира недостатъка на дългата латентност, като подобрява общата пропускателна способност на данните.

Най-общо казано, потребителите ще обърнат повече внимание на производителността на процесора (централен процесор) при закупуване на потребителски електронни продукти, като мобилни телефони или лаптопи, като марка, серия и брой ядра на процесора, докато GPU получава по-малко внимание. GPU (графичен процесор), както и графичният процесор, е вид микропроцесор, който може да извършва операции, свързани с изображения и графики на персонални компютри, работни станции, игрови машини и някои мобилни устройства (като таблетни компютри, смартфони и др.) . В началото на раждането на компютъра имаше идеята за GPU и всички графични изчисления бяха направени от CPU. Въпреки това, скоростта на използване на CPU за извършване на графични изчисления е бавна, така че специалната карта за графичен ускорител е проектирана да помогне при изчисляването на графики. По-късно NVIDIA предложи концепцията за GPU, която повиши GPU до статут на отделно изчислително устройство.

Процесорът обикновено се състои от логически операционен блок, контролен блок и блок за съхранение. Въпреки че процесорът има множество ядра, общият брой е не повече от две цифри и всяко ядро ​​има достатъчно кеш; процесорът има достатъчно брой и логически операционни единици и разполага с много хардуер за ускоряване на преценката на клона и дори по-сложна логическа преценка. Следователно процесорът има супер логична способност. Предимството на GPU се крие в многоядреността, броят на ядрата е много повече от този на процесора, който може да достигне стотици, всяко ядро ​​има сравнително малък кеш, а броят на блоковете за цифрова логика е малък и прост. Следователно GPU е по-подходящ за паралелни изчисления на данни, отколкото CPU

Има два начина за класифициране на GPU, единият се основава на връзката между GPU и CPU, другият се основава на класа на приложение на GPU. Според връзката с CPU, GPU може да бъде разделен на независим CPU и GPU. Независимият графичен процесор обикновено се заварява върху платката на графичната карта и се намира под вентилатора на графичната карта. Независимият GPU използва специална дисплейна памет, а честотната лента на видео паметта определя скоростта на връзката с GPU. Интегрираният графичен процесор обикновено е интегриран с процесора. Интегрираните GPU и CPU споделят вентилатор и кеш. Интегрираният графичен процесор има добра съвместимост, тъй като проектирането, производството и драйверът на интегрирания графичен процесор се изпълняват от производителя на процесора. Освен това, поради интеграцията на CPU и GPU, пространството на интегрирания GPU е малко; производителността на интегрирания GPU е относително независима, а консумацията на енергия и цената на интегрирания GPU са относително независими поради интеграцията на CPU и CPU. Независимият графичен процесор има независима видео памет, по-голямо пространство и по-добро разсейване на топлината, така че производителността на независимата графична карта е по-добра; но се нуждае от допълнително пространство, за да отговори на сложните и огромни нужди от графична обработка и да осигури ефективни приложения за видео кодиране. Силната производителност обаче означава по-висока консумация на енергия, независимите графични процесори изискват допълнително захранване и цената е по-висока.

Според вида на терминала за приложение той може да бъде разделен на pcgpu, сървърна GPU и мобилна GPU. Pcgpu се прилага към компютър. Според позиционирането на продукта може да се използва или интегриран GPU, или самостоятелен GPU. Например, ако компютърът е главно за офис и редактиране на текст, основният продукт ще избере да носи интегриран графичен процесор; ако компютърът трябва да създава снимки с висока разделителна способност, да редактира видеоклипове, да изобразява игри и т.н., избраният продукт ще носи независим графичен процесор. Сървърният графичен процесор се прилага към сървъри, които могат да се използват за професионална визуализация, изчислително ускорение, задълбочено обучение и други приложения. Според развитието на поредица от технологии като изчислителни облаци и изкуствен интелект, сървърният GPU ще бъде главно независим GPU. Мобилният терминал става все по-тънък и вътрешното нетно пространство на терминала бързо намалява поради увеличаването на множество функционални модули. В същото време, доколкото видео и изображението трябва да бъдат обработени от мобилния терминал, интегрираният графичен процесор е успял да отговори на изискванията. Следователно мобилният графичен процесор обикновено приема интегриран графичен процесор.