Перспектива розвитку індустрії графічних процесорів у 2020 році

Шукаємо слідів розвитку від світових гігантів

Функція та класифікація GPU

GPU (графічний процесор, графічний процесор) також відомий як чіп дисплея. В основному він використовується в персональних комп’ютерах, робочих станціях, хостах ігор та мобільних пристроях (смартфони, планшетні комп’ютери, VR-пристрої) для запуску графічних операцій.

Структура визначає, що графічний процесор більше підходить для паралельних обчислень. Основна відмінність між графічним процесором та центральним процесором полягає в архітектурі кешованого мікросхеми та структурі блоку цифрової логічної операції: кількість ядер графічного процесора (особливо обчислювальних блоків Alu) набагато більше, ніж у центрального процесора, але його структура простіша процесора, тому його називають багатоядерною структурою. Багатоядерна структура дуже підходить для паралельного надсилання одного і того ж потоку інструкцій до багатоядерного, використовуючи різні вхідні дані для виконання, щоб завершити масивні та прості операції в обробці графіки, такі як одне і те ж перетворення координат для кожного вершини та обчислення значення кольору кожної вершини відповідно до тієї самої моделі освітлення. GPU використовує свої переваги обробки масивних даних і компенсує недолік тривалої затримки, покращуючи загальну пропускну здатність даних.

Взагалі кажучи, споживачі будуть звертати більше уваги на продуктивність центрального процесора (центрального процесора) під час придбання споживчих електронних продуктів, таких як мобільні телефони або ноутбуки, такі як марка, серія та кількість ядер процесора, тоді як графічному процесору приділяється менше уваги. GPU (графічний процесор), а також графічний процесор - це свого роду мікропроцесор, який може виконувати операції, пов’язані із зображеннями та графікою, на персональних комп’ютерах, робочих станціях, ігрових машинах та деяких мобільних пристроях (таких як планшетні комп’ютери, смартфони тощо). . На початку народження ПК існувала ідея графічного процесора, і всі графічні обчислення виконував CPU. Однак швидкість використання центрального процесора для обчислення графіки є повільною, тому спеціальна карта графічного прискорювача призначена для допомоги в обчисленні графіки. Пізніше NVIDIA запропонувала концепцію GPU, яка підвищила GPU до статусу окремого обчислювального блоку.

Процесор, як правило, складається з блоку логічної операції, блоку управління та блоку зберігання. Хоча центральний процесор має кілька ядер, загальна кількість не більше двох цифр, і кожне ядро ​​має достатньо кешу; центральний процесор має достатню кількість і логічних блоків роботи, а також багато апаратних засобів для прискорення судження гілок та ще більш складного логічного судження. Тому центральний процесор має надлогічні можливості. Перевага графічного процесора полягає в багатоядерності, кількість ядер набагато більша, ніж у процесора, який може досягати сотень, кожне ядро ​​має відносно невеликий кеш, а кількість блоків цифрової логічної операції невелика і проста. Тому графічний процесор більше підходить для паралельних обчислень даних, ніж центральний процесор

Існує два способи класифікації графічного процесора, один базується на взаємозв'язку між графічним процесором та центральним процесором, інший - на основі класу додатків графічного процесора. Відповідно до взаємозв'язку з процесором, графічний процесор можна розділити на незалежний центральний процесор та графічний процесор. Незалежний графічний процесор, як правило, приварений до друкованої плати відеокарти і розташований під вентилятором відеокарти. Незалежний графічний процесор використовує виділену дисплейну пам'ять, а пропускна здатність відеопам'яті визначає швидкість з'єднання з графічним процесором. Вбудований графічний процесор, як правило, інтегрований з центральним процесором. Вбудований графічний процесор і процесор мають спільний вентилятор і кеш. Інтегрований графічний процесор має хорошу сумісність, оскільки проектування, виготовлення та драйвер інтегрованого графічного процесора виконуються виробником центрального процесора. Крім того, завдяки інтеграції процесора та графічного процесора, простір інтегрованого графічного процесора є невеликим; продуктивність інтегрованого графічного процесора відносно незалежна, а енергоспоживання та вартість інтегрованого графічного процесора відносно незалежні завдяки інтеграції центрального процесора та центрального процесора. Незалежний графічний процесор має незалежну відеопам’ять, більший простір і краще відведення тепла, тому продуктивність незалежної відеокарти краща; але йому потрібен додатковий простір, щоб задовольнити складні та величезні потреби в обробці графіки та забезпечити ефективні програми кодування відео. Однак висока продуктивність означає більш високе споживання енергії, незалежні графічні процесори вимагають додаткового живлення, а вартість вища.

За типом терміналу програми його можна розділити на pcgpu, серверний графічний процесор та мобільний графічний процесор. Pcgpu застосовується до ПК. Відповідно до позиціонування продукту можна використовувати вбудований графічний процесор або окремий графічний процесор. Наприклад, якщо ПК в основному є легким офісним та текстовим редактором, загальний продукт вирішить використовувати вбудований графічний процесор; якщо ПК вимагає створення зображень високої чіткості, редагування відео, рендерингу ігор тощо, вибраний продукт матиме незалежний графічний процесор. Серверний графічний процесор застосовується до серверів, які можна використовувати для професійної візуалізації, прискорення обчислень, глибокого навчання та інших додатків. Згідно з розробкою серії технологій, таких як хмарні обчислення та штучний інтелект, серверний графічний процесор буде в основному незалежним графічним процесором. Мобільний термінал стає все тоншим і тоншим, а внутрішній чистий простір терміналу швидко зменшується через збільшення кількості функціональних модулів. У той же час, наскільки відео та зображення потрібно обробляти мобільним терміналом, інтегрований графічний процесор зміг відповідати вимогам. Тому мобільний графічний процесор, як правило, використовує інтегрований графічний процесор.