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GPU是什么?电脑和手机和GPU有多重要,GPU和CPU区别

宇哥资源 宇哥资源 03-19 【应用教程】 29人已围观

摘要大家经常在看电脑、手机这些智能电子设备的时候会听到GPU这个词,特别是显卡,GPU的型号成了显卡档次的关键,那么GPU是什么,电脑和手机中的GPU到底有多重要,GPU和CPU的区别是什么呢,带着这些问题,我们就一起来学习一下吧。GPU是什么?gpu基本简介显卡的处理器称为图形处理器(GPU),它是显卡的"心脏",与CPU类似,只不过GPU是专为执行复杂的数学和几何计算而设计的,这些计算是图形渲染所必需的。某些最快速的GPU集成的晶体管数甚至超过了普通CPU。

大家经常在看电脑、手机这些智能电子设备的时候会听到GPU这个词,特别是显卡,GPU的型号成了显卡档次的关键,那么GPU是什么,电脑和手机中的GPU到底有多重要,GPU和CPU的区别是什么呢,带着这些问题,我们就一起来学习一下吧。

GPU是什么?电脑和手机和GPU有多重要,GPU和CPU区别

GPU是什么?

gpu基本简介

显卡的处理器称为图形处理器(GPU),它是显卡的"心脏",与CPU类似,只不过GPU是专为执行复杂的数学和几何计算而设计的,这些计算是图形渲染所必需的。某些最快速的GPU集成的晶体管数甚至超过了普通CPU。

时下的GPU多数拥有2D或3D图形加速功能。如果CPU想画一个二维图形,只需要发个指令给GPU,如"在坐标位置(x, y)处画个长和宽为a×b大小的长方形",GPU就可以迅速计算出该图形的所有像素,并在显示器上指定位置画出相应的图形,画完后就通知CPU "我画完了",然后等待CPU发出下一条图形指令。

gpu具体用途

GPU 专门用于快速完成一些特定类型的数学运算,特别是对于浮点、矢量和矩阵的计算,能将 3D 模型的信息转换为 2D 表示,同时添加不同的纹理和阴影效果,所以 GPU 在硬件里也是比较特殊的存在。

3D 模型是由许许多多小三角形组成的,通过 X、Y、Z 坐标定义每个三角形的顶点。实际处理中,小三角形的顶点会相互重合,如果一个复杂的模型由 500 个小三角形组成,最后需要定义的顶点数并没有 1500 个那么多。而要将一个抽象的 3D 模型展现出来,三种要素不可缺少:位移、旋转(三轴)和缩放,所有这些操作统称为转换(transformation)。为了不陷入复杂繁琐的数学运算,处理转换(transformation)最佳的方式就是运用 4x4 的矩阵。

从 3D 建模到最终显示在屏幕上,GPU 渲染场景使用的是流水线操作。早些时候流水线操作是固定不能作任何改动的,整个操作由读取三角形的顶点数据开始,接着 GPU 处理完后进入帧缓冲区(frame buffer),准备发送给显示器。GPU 也能对场景进行某些特定效果的处理,不过这些都是由工程师设计固定好的,能提供的选项很少。

gpu主要作用

GPU是显示卡的"大脑",GPU决定了该显卡的档次和大部分性能,同时GPU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图像与特效时主要依赖CPU的处理能力,称为软加速。3D显示芯片是把三维图像和特效处理功能集中在显示芯片内,也就是所谓的"硬件加速"功能。显示芯片一般是显示卡上最大的芯片(也是引脚最多的)。时下市场上的显卡大多采用NVIDIA和 AMD-ATI 两家公司的图形处理芯片。

gpu都在哪些产品中?

gpu广泛应用于电脑显卡(包含CPU集成)、手机、平板电脑、智能设备、图形工作站等等方面。
 

GPU和CPU区别

1、CPU(Central Processing Unit-中央处理器),是一块超大bai规模的集成电路,是一台计算机的运算核心(Core)和控制核心( Control Unit)。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。

2、GPU(Graphics Processing Unit-图形处理器),是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备(如平板电脑、智能手机等)上图像运算工作的微处理器。


二、缓存

1、CPU有大量的缓存结构,目前主流的CPU芯片上都有四级缓存,这些缓存结构消耗了大量的晶体管,在运行的时候需要大量的电力。

2、GPU的缓存就很简单,目前主流的GPU芯片最多有两层缓存,而且GPU可以利用晶体管上的空间和能耗做成ALU单元,因此GPU比CPU的效率要高一些。

三、响应方式

1、CPU要求的是实时响应,对单任务的速度要求很高,所以就要用很多层缓存的办法来保证单任务的速度。

2、GPU是把所有的任务都排好,然后再批处理,对缓存的要求相对很低。

四、浮点运算方式

1、CPU除了负责浮点整形运算外,还有很多其他的指令集的负载,比如像多媒体解码,硬件解码等,因此CPU是多才多艺的。CPU注重的是单线程的性能,要保证指令流不中断,需要消耗更多的晶体管和能耗用在控制部分,于是CPU分配在浮点计算的功耗就会变少。

2、GPU基本上只做浮点运算的,设计结构简单,也就可以做的更快。GPU注重的是吞吐量,单指令能驱动更多的计算,相比较GPU消耗在控制部分的能耗就比较少,因此可以把电省下来的资源给浮点计算使用。

五、应用方向

1、CPU所擅长的像操作系统这一类应用,需要快速响应实时信息,需要针对延迟优化,所以晶体管数量和能耗都需要用在分支预测、乱序执行、低延迟缓存等控制部分。

2、GPU适合对于具有极高的可预测性和大量相似的运算以及高延迟、高吞吐的架构运算。

以上就是关于GPU的一些相关知识,希望以上知识对大家有帮助哦。

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