A GPU-ipar fejlesztési kilátásai 2020-ban

A fejlődés óriásait keresi a világ óriásaitól

A GPU funkciója és osztályozása

A GPU (grafikus processzor, grafikus processzor) megjelenítő chipként is ismert. Főleg személyi számítógépekben, munkaállomásokon, játékgépeken és mobil eszközökön (okostelefonok, táblagépek, VR eszközök) használják grafikus műveletek futtatására.

A felépítés meghatározza, hogy a GPU alkalmasabb-e párhuzamos számításra. A GPU és a CPU közötti fő különbség az on-chip gyorsítótár-architektúrában és a digitális logikai műveleti egység felépítésében rejlik: a GPU magok (különösen az Alu számítási egységek) száma jóval több, mint a CPUé, de a szerkezete ennél egyszerűbb processzor, tehát többmagos struktúrának hívják. A többmagos struktúra nagyon alkalmas arra, hogy ugyanazt az utasításfolyamot párhuzamosan küldje el a többmagosnak, különböző bemeneti adatok felhasználásával, a grafikus feldolgozás során végrehajtott hatalmas és egyszerű műveletek, például az egyes koordináták transzformációjának befejezéséhez. csúcsát, és kiszámítja az egyes csúcsok színértékét ugyanazon világítási modell szerint. A GPU kihasználja a tömeges adatok feldolgozásának előnyeit, és a teljes adatátviteli sebesség javításával pótolja a hosszú késés hiányosságait.

Általánosságban elmondható, hogy a fogyasztók nagyobb figyelmet fordítanak a CPU (központi processzor) teljesítményére, amikor olyan fogyasztói elektronikai termékeket vásárolnak, mint például mobiltelefonok vagy laptopok, például a CPU márkája, sorozata és magjainak száma, míg a GPU kevesebb figyelmet kap. A GPU (grafikus feldolgozó egység), valamint a grafikus processzor egyfajta mikroprocesszor, amely képes képekkel és grafikákkal kapcsolatos műveletek végrehajtására személyi számítógépeken, munkaállomásokon, játékgépeken és néhány mobil eszközön (például táblagépeken, okostelefonokon stb.) . A PC születésének elején felmerült a GPU ötlete, és az összes grafikus számítást CPU végezte. A CPU grafikus számításhoz való felhasználásának sebessége azonban lassú, ezért egy speciális grafikus gyorsító kártyát terveznek a grafikus számítások elősegítésére. Később az NVIDIA a GPU koncepcióját javasolta, amely a GPU-t külön számítási egység státusszá emelte.

A CPU általában logikai működési egységből, vezérlő egységből és tároló egységből áll. Noha a CPU több maggal rendelkezik, a teljes szám nem több, mint két számjegy, és mindegyik magnak van elég gyorsítótár; a CPU elegendő számú és logikai műveleti egységgel rendelkezik, és sok hardverrel rendelkezik az elágazás megítélésének és még összetettebb logikai megítélésének felgyorsításához. Ezért a CPU szuper logikai képességekkel rendelkezik. A GPU előnye a többmagos, a magok száma jóval több, mint a CPU-ké, amelyek több százat is elérhetnek, mindegyik mag viszonylag kis gyorsítótárral rendelkezik, a digitális logikai műveleti egységek száma pedig kicsi és egyszerű. Ezért a GPU alkalmasabb adat párhuzamos számításra, mint a CPU

A GPU osztályozásának két módja van, az egyik a GPU és a CPU kapcsolatán alapszik, a másik a GPU alkalmazásosztályán alapszik. A CPU-val való kapcsolat szerint a GPU felosztható független CPU-ra és GPU-ra. A független GPU általában a grafikus kártya áramköri lapjára van hegesztve, és a grafikus kártya ventilátorának alatt helyezkedik el. A független GPU dedikált kijelzőmemóriát használ, és a videomemória sávszélessége határozza meg a GPU-val való kapcsolat sebességét. Az integrált GPU általában integrálva van a CPU-val. Az integrált GPU és CPU osztozik rajongón és gyorsítótárban. Az integrált GPU jól kompatibilis, mivel az integrált GPU tervezését, gyártását és meghajtóját a CPU gyártója fejezi be. Ezenkívül a CPU és a GPU integrálása miatt az integrált GPU területe kicsi; az integrált GPU teljesítménye viszonylag független, és az integrált GPU energiafogyasztása és költsége viszonylag független a CPU és a CPU integrálása miatt. A független GPU független videomemóriával, nagyobb területtel és jobb hőelvezetéssel rendelkezik, így a független grafikus kártya teljesítménye jobb; de további helyre van szüksége a bonyolult és hatalmas grafikai feldolgozási igények kielégítéséhez, és hatékony videokódolási alkalmazások biztosításához. Az erős teljesítmény azonban magasabb energiafogyasztást jelent, a független GPU-k további tápellátást igényelnek, a költségek pedig magasabbak.

Az alkalmazás termináljának típusa szerint fel lehet osztani pcgpu-ra, szerver GPU-ra és mobil GPU-ra. A PCGPU-t PC-re alkalmazzák. Termékpozíciója szerint integrált GPU vagy önálló GPU is használható. Például, ha a számítógép főleg irodai és szövegszerkesztést végez, akkor az általános termék az integrált GPU hordozását választja; ha a számítógépnek nagy felbontású képeket kell készítenie, videókat szerkesztenie, játékokat renderelnie stb., akkor a kiválasztott termék független GPU-t fog hordozni. A szerver GPU-t a szerverekre alkalmazzák, amelyek felhasználhatók professzionális vizualizációhoz, számítási gyorsításhoz, mély tanuláshoz és más alkalmazásokhoz. Egy olyan technológia fejlődése szerint, mint a felhőalapú számítás és a mesterséges intelligencia, a szerver GPU főleg független GPU lesz. A mobil terminál egyre vékonyodik, és a terminál belső nettó területe gyorsan csökken a többfunkciós modulok növekedése miatt. Ugyanakkor, amennyiben a videót és képet a mobil terminálnak kell feldolgoznia, az integrált GPU képes volt megfelelni a követelményeknek. Ezért a mobil GPU általában integrált GPU-t alkalmaz.