Prospek pembangunan industri GPU pada tahun 2020

Mencari jejak pembangunan dari syarikat gergasi dunia

Fungsi dan klasifikasi GPU

GPU (unit pemprosesan grafik, pemproses grafik) juga dikenali sebagai paparan cip. Ia digunakan terutamanya di komputer peribadi, stesen kerja, hos permainan dan peranti mudah alih (telefon pintar, komputer tablet, peranti VR) untuk menjalankan operasi grafik.

Struktur menentukan bahawa GPU lebih sesuai untuk pengkomputeran selari. Perbezaan utama antara GPU dan CPU terletak pada seni bina cache on-chip dan struktur unit operasi logik digital: bilangan teras GPU (terutama unit pengkomputeran Alu) jauh lebih banyak daripada CPU, tetapi strukturnya lebih sederhana daripada itu CPU, sehingga disebut struktur pelbagai teras. Struktur multi-teras sangat sesuai untuk menghantar aliran arahan yang sama ke multi-teras secara selari, menggunakan data input yang berbeza untuk dilaksanakan, sehingga dapat menyelesaikan operasi besar-besaran dan sederhana dalam pemprosesan grafik, seperti transformasi koordinat yang sama untuk setiap bucu, dan mengira nilai warna setiap bucu mengikut model pencahayaan yang sama. GPU memanfaatkan kelebihannya memproses data secara besar-besaran, dan menebus kekurangan latensi panjang dengan meningkatkan jumlah keseluruhan data.

Secara umum, pengguna akan lebih memperhatikan prestasi CPU (unit pemprosesan pusat) ketika membeli produk elektronik pengguna, seperti telefon bimbit atau komputer riba, seperti jenama, siri dan bilangan teras CPU, sementara GPU kurang mendapat perhatian. GPU (unit pemprosesan grafik), serta pemproses grafik, adalah sejenis mikroprosesor yang dapat melakukan operasi berkaitan gambar dan grafik pada komputer peribadi, stesen kerja, mesin permainan dan beberapa peranti mudah alih (seperti komputer tablet, telefon pintar, dll.) . Pada awal kelahiran PC, ada idea GPU, dan semua pengiraan grafik dilakukan oleh CPU. Namun, kecepatan penggunaan CPU untuk melakukan pengiraan grafik adalah perlahan, jadi kad pemecut grafik khas dirancang untuk membantu pengiraan grafik. Kemudian, NVIDIA mencadangkan konsep GPU, yang mempromosikan GPU ke status unit pengkomputeran yang berasingan.

CPU umumnya terdiri daripada unit operasi logik, unit kawalan dan unit penyimpanan. Walaupun CPU mempunyai beberapa teras, jumlah keseluruhannya tidak lebih dari dua digit, dan setiap inti mempunyai cache yang mencukupi; CPU mempunyai bilangan dan unit operasi logik yang mencukupi, dan mempunyai banyak perkakasan untuk mempercepat penilaian cabang dan penilaian logik yang lebih kompleks. Oleh itu, CPU mempunyai kemampuan logik yang super. Kelebihan GPU terletak pada multi-core, jumlah core jauh lebih banyak daripada CPU, yang dapat mencapai ratusan, setiap core mempunyai cache yang relatif kecil, dan jumlah unit operasi logik digital kecil dan sederhana. Oleh itu, GPU lebih sesuai untuk pengkomputeran selari data daripada CPU

Ada dua cara untuk mengklasifikasikan GPU, satu berdasarkan hubungan antara GPU dan CPU, yang lain didasarkan pada kelas aplikasi GPU. Mengikut hubungan dengan CPU, GPU dapat dibahagikan kepada CPU dan GPU bebas. GPU bebas biasanya dikimpal pada papan litar kad grafik, dan terletak di bawah kipas kad grafik. GPU bebas menggunakan memori paparan khusus, dan lebar jalur memori video menentukan kelajuan sambungan dengan GPU. GPU bersepadu umumnya disatukan dengan CPU. GPU dan CPU bersepadu berkongsi kipas dan cache. GPU bersepadu mempunyai keserasian yang baik kerana reka bentuk, pembuatan dan pemacu GPU bersepadu disiapkan oleh pengeluar CPU. Di samping itu, kerana integrasi CPU dan GPU, ruang GPU bersepadu adalah kecil; prestasi GPU bersepadu agak bebas, dan penggunaan kuasa dan kos GPU bersepadu relatif bebas kerana integrasi CPU dan CPU. GPU bebas mempunyai memori video bebas, ruang yang lebih besar dan pelesapan haba yang lebih baik, jadi prestasi kad grafik bebas lebih baik; tetapi memerlukan ruang tambahan untuk memenuhi keperluan pemprosesan grafik yang kompleks dan besar, dan menyediakan aplikasi pengekodan video yang cekap. Walau bagaimanapun, prestasi yang kuat bermaksud penggunaan tenaga yang lebih tinggi, GPU bebas memerlukan bekalan kuasa tambahan, dan kosnya lebih tinggi.

Mengikut jenis terminal aplikasi, ia dapat dibahagikan kepada pcgpu, GPU pelayan dan GPU mudah alih. Pcgpu digunakan pada PC. Mengikut kedudukan produknya, baik GPU bersepadu atau GPU yang berdiri sendiri dapat digunakan. Sebagai contoh, jika PC terutama menyunting pejabat dan teks, produk umum akan memilih untuk membawa GPU bersepadu; jika PC perlu menghasilkan gambar definisi tinggi, mengedit video, membuat permainan, dll., produk yang dipilih akan membawa GPU bebas. GPU pelayan diterapkan pada pelayan, yang dapat digunakan untuk visualisasi profesional, percepatan pengkomputeran, pembelajaran mendalam dan aplikasi lain. Menurut pengembangan rangkaian teknologi seperti pengkomputeran awan dan kecerdasan buatan, GPU pelayan akan menjadi GPU bebas. Terminal mudah alih menjadi semakin nipis dan lebih nipis, dan ruang bersih dalaman terminal telah menurun dengan cepat kerana peningkatan modul fungsi berganda. Pada masa yang sama, sejauh video dan gambar perlu diproses oleh terminal mudah alih, GPU bersepadu telah dapat memenuhi syarat. Oleh itu, GPU mudah alih secara amnya menggunakan GPU bersepadu.