Pag-asam ng pag-unlad ng industriya ng GPU sa 2020

Naghahanap ng mga bakas ng paa ng kaunlaran mula sa mga higante sa mundo

Pag-andar at pag-uuri ng GPU

Ang GPU (graphics processing unit, graphics processor) ay kilala rin bilang display chip. Pangunahin itong ginagamit sa mga personal na computer, workstation, host ng laro at mobile device (mga smart phone, tablet computer, VR device) upang mapatakbo ang mga pagpapatakbo ng grapiko.

Tinutukoy ng istraktura na ang GPU ay mas angkop para sa parallel computing. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng GPU at CPU ay nakasalalay sa on-chip na arkitektura ng cache at ang istraktura ng yunit ng pagpapatakbo ng digital na lohika: ang bilang ng mga core ng GPU (lalo na ang mga unit ng computing ng Alu) ay higit pa kaysa sa CPU, ngunit ang istraktura nito ay mas simple kaysa doon ng CPU, kaya't tinatawag itong multi core na istraktura. Ang istrakturang multi-core ay angkop para sa pagpapadala ng parehong stream ng tagubilin sa multi-core nang kahanay, gamit ang iba't ibang data ng pag-input upang maisagawa, upang makumpleto ang napakalaking at simpleng operasyon sa pagpoproseso ng graphics, tulad ng parehong pagsasaayos ng pagbabago para sa bawat isa vertex, at kinakalkula ang halaga ng kulay ng bawat vertex ayon sa parehong modelo ng pag-iilaw. Ginagamit ng GPU ang mga kalamangan nito sa pagproseso ng napakalaking data, at binabawi ang pagkukulang ng mahabang latency sa pamamagitan ng pagpapabuti ng kabuuang throughput ng data.

Sa pangkalahatan, ang mga mamimili ay magbibigay ng higit na pansin sa pagganap ng CPU (central processing unit) kapag bumili ng mga produktong elektronikong mamimili, tulad ng mga mobile phone o laptop, tulad ng tatak, serye at bilang ng mga core ng CPU, habang ang GPU ay nakakatanggap ng mas kaunting pansin. Ang GPU (graphic processing unit), pati na rin ang graphic processor, ay isang uri ng microprocessor na maaaring gumawa ng mga pagpapatakbo na may kaugnayan sa imahe at grapiko sa mga personal na computer, workstation, game machine at ilang mga mobile device (tulad ng mga tablet computer, smart phone, atbp.) . Sa simula ng kapanganakan ng PC, mayroong ideya ng GPU, at lahat ng pagkalkula ng graphics ay ginawa ng CPU. Gayunpaman, ang bilis ng paggamit ng CPU upang gawin ang pagkalkula ng graphics ay mabagal, kaya ang isang espesyal na graphics accelerator card ay dinisenyo upang makatulong sa pagkalkula ng graphics. Nang maglaon, iminungkahi ng NVIDIA ang konsepto ng GPU, na isinulong ang GPU sa katayuan ng isang hiwalay na yunit ng computing.

Ang CPU ay karaniwang binubuo ng yunit ng pagpapatakbo ng lohika, yunit ng kontrol at yunit ng imbakan. Bagaman ang CPU ay may maraming mga core, ang kabuuang bilang ay hindi hihigit sa dalawang digit, at ang bawat core ay may sapat na cache; ang CPU ay may sapat na bilang at lohikal na mga yunit ng pagpapatakbo, at mayroong maraming hardware upang mapabilis ang paghuhusga ng sangay at kahit na mas kumplikadong paghuhukom na lohikal. Samakatuwid, ang CPU ay may sobrang lohikal na kakayahan. Ang bentahe ng GPU ay nakasalalay sa multi-core, ang bilang ng mga core ay higit na mas malaki kaysa sa CPU, na maaaring umabot sa daan-daang, ang bawat core ay may maliit na cache, at ang bilang ng mga unit ng operasyon ng digital na lohika ay maliit at simple. Samakatuwid, ang GPU ay mas angkop para sa data parallel computing kaysa sa CPU

Mayroong dalawang mga paraan upang maiuri ang GPU, ang isa ay batay sa ugnayan sa pagitan ng GPU at CPU, ang isa ay batay sa klase ng aplikasyon ng GPU. Ayon sa ugnayan sa CPU, ang GPU ay maaaring nahahati sa independyenteng CPU at GPU. Ang independiyenteng GPU ay karaniwang hinangin sa circuit board ng graphics card, at matatagpuan sa ilalim ng fan ng graphics card. Gumagamit ang independyenteng GPU ng isang nakatuon na memorya ng pagpapakita, at tinutukoy ng bandwidth ng memorya ng video ang bilis ng koneksyon sa GPU. Ang pinagsamang GPU ay pangkalahatang isinama sa CPU. Ang pinagsamang GPU at CPU ay nagbabahagi ng isang fan at cache. Ang pinagsamang GPU ay may mahusay na pagiging tugma dahil ang disenyo, paggawa at driver ng pinagsamang GPU ay nakumpleto ng tagagawa ng CPU. Bilang karagdagan, dahil sa pagsasama ng CPU at GPU, ang puwang ng isinamang GPU ay maliit; ang pagganap ng integrated GPU ay medyo malaya, at ang pagkonsumo ng kuryente at gastos ng pinagsamang GPU ay medyo independiyente dahil sa pagsasama ng CPU at CPU. Ang Independent GPU ay may independiyenteng memorya ng video, mas malaking espasyo at mas mahusay na pagwawaldas ng init, kaya't mas mahusay ang pagganap ng independiyenteng graphics card; ngunit kailangan nito ng karagdagang puwang upang matugunan ang mga kumplikado at malaking pangangailangan sa pagproseso ng graphics, at magbigay ng mahusay na mga aplikasyon ng pag-coding ng video. Gayunpaman, ang malakas na pagganap ay nangangahulugang mas mataas ang pagkonsumo ng enerhiya, ang mga independiyenteng GPU ay nangangailangan ng karagdagang suplay ng kuryente, at mas mataas ang gastos.

Ayon sa uri ng terminal ng aplikasyon, maaari itong nahahati sa pcgpu, server GPU at mobile GPU. Ang Pcgpu ay inilapat sa PC. Ayon sa pagpoposisyon ng produkto, maaaring magamit ang alinman sa isinamang GPU o stand-alone na GPU. Halimbawa, kung ang PC ay higit sa lahat light office at pag-edit ng teksto, pipiliin ng pangkalahatang produkto na magdala ng integrated GPU; kung ang PC ay kailangang gumawa ng mga larawan na may mataas na kahulugan, mag-edit ng mga video, mag-render ng mga laro, atbp., ang napiling produkto ay magdadala ng isang malayang GPU. Ang server GPU ay inilalapat sa mga server, na maaaring magamit para sa propesyonal na visualization, pagpapabilis ng computing, malalim na pag-aaral at iba pang mga application. Ayon sa pagbuo ng isang serye ng mga teknolohiya tulad ng cloud computing at artipisyal na intelihensiya, ang server GPU ay higit sa lahat independiyenteng GPU. Ang mobile terminal ay nagiging mas payat at payat, at ang panloob na puwang ng net ng terminal ay mabilis na tinanggihan dahil sa pagtaas ng maraming mga module ng pag-andar. Sa parehong oras, hanggang sa ang video at imahe ay kailangang maiproseso ng mobile terminal, natugunan ng pinagsamang GPU ang mga kinakailangan. Samakatuwid, sa pangkalahatan ay gumagamit ng mobile GPU na isinama ang GPU.