大家經(jīng)常在看電腦、手機這些智能電子設(shè)備的時候會聽到GPU這個詞，特別是顯卡，GPU的型號成了顯卡檔次的關(guān)鍵，那么GPU是什么，電腦和手機中的GPU到底有多重要，GPU和CPU的區(qū)別是什么呢，帶著這些問題，我們就一起來學(xué)習(xí)一下吧。

GPU是什么？

gpu基本簡介

顯卡的處理器稱為圖形處理器(GPU)，它是顯卡的"心臟"，與CPU類似，只不過GPU是專為執(zhí)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)和幾何計算而設(shè)計的，這些計算是圖形渲染所必需的。某些最快速的GPU集成的晶體管數(shù)甚至超過了普通CPU。

時下的GPU多數(shù)擁有2D或3D圖形加速功能。如果CPU想畫一個二維圖形，只需要發(fā)個指令給GPU，如"在坐標(biāo)位置(x, y)處畫個長和寬為a×b大小的長方形"，GPU就可以迅速計算出該圖形的所有像素，并在顯示器上指定位置畫出相應(yīng)的圖形，畫完后就通知CPU "我畫完了"，然后等待CPU發(fā)出下一條圖形指令。

gpu具體用途

GPU 專門用于快速完成一些特定類型的數(shù)學(xué)運算，特別是對于浮點、矢量和矩陣的計算，能將 3D 模型的信息轉(zhuǎn)換為 2D 表示，同時添加不同的紋理和陰影效果，所以 GPU 在硬件里也是比較特殊的存在。

3D 模型是由許許多多小三角形組成的，通過 X、Y、Z 坐標(biāo)定義每個三角形的頂點。實際處理中，小三角形的頂點會相互重合，如果一個復(fù)雜的模型由 500 個小三角形組成，最后需要定義的頂點數(shù)并沒有 1500 個那么多。而要將一個抽象的 3D 模型展現(xiàn)出來，三種要素不可缺少：位移、旋轉(zhuǎn)(三軸)和縮放，所有這些操作統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)換(transformation)。為了不陷入復(fù)雜繁瑣的數(shù)學(xué)運算，處理轉(zhuǎn)換(transformation)最佳的方式就是運用 4x4 的矩陣。

從 3D 建模到最終顯示在屏幕上，GPU 渲染場景使用的是流水線操作。早些時候流水線操作是固定不能作任何改動的，整個操作由讀取三角形的頂點數(shù)據(jù)開始，接著 GPU 處理完后進入幀緩沖區(qū)(frame buffer)，準(zhǔn)備發(fā)送給顯示器。GPU 也能對場景進行某些特定效果的處理，不過這些都是由工程師設(shè)計固定好的，能提供的選項很少。

gpu主要作用

GPU是顯示卡的"大腦"，GPU決定了該顯卡的檔次和大部分性能，同時GPU也是2D顯示卡和3D顯示卡的區(qū)別依據(jù)。2D顯示芯片在處理3D圖像與特效時主要依賴CPU的處理能力，稱為軟加速。3D顯示芯片是把三維圖像和特效處理功能集中在顯示芯片內(nèi)，也就是所謂的"硬件加速"功能。顯示芯片一般是顯示卡上最大的芯片(也是引腳最多的)。時下市場上的顯卡大多采用NVIDIA和 AMD-ATI 兩家公司的圖形處理芯片。

gpu都在哪些產(chǎn)品中？

gpu廣泛應(yīng)用于電腦顯卡(包含CPU集成)、手機、平板電腦、智能設(shè)備、圖形工作站等等方面。
 

GPU和CPU區(qū)別

1、CPU(Central Processing Unit-中央處理器),是一塊超大bai規(guī)模的集成電路，是一臺計算機的運算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數(shù)據(jù)。

2、GPU（Graphics Processing Unit-圖形處理器），是一種專門在個人電腦、工作站、游戲機和一些移動設(shè)備（如平板電腦、智能手機等）上圖像運算工作的微處理器。


二、緩存

1、CPU有大量的緩存結(jié)構(gòu)，目前主流的CPU芯片上都有四級緩存，這些緩存結(jié)構(gòu)消耗了大量的晶體管，在運行的時候需要大量的電力。

2、GPU的緩存就很簡單，目前主流的GPU芯片最多有兩層緩存，而且GPU可以利用晶體管上的空間和能耗做成ALU單元，因此GPU比CPU的效率要高一些。

三、響應(yīng)方式

1、CPU要求的是實時響應(yīng)，對單任務(wù)的速度要求很高，所以就要用很多層緩存的辦法來保證單任務(wù)的速度。

2、GPU是把所有的任務(wù)都排好，然后再批處理，對緩存的要求相對很低。

四、浮點運算方式

1、CPU除了負(fù)責(zé)浮點整形運算外，還有很多其他的指令集的負(fù)載，比如像多媒體解碼，硬件解碼等，因此CPU是多才多藝的。CPU注重的是單線程的性能，要保證指令流不中斷，需要消耗更多的晶體管和能耗用在控制部分，于是CPU分配在浮點計算的功耗就會變少。

2、GPU基本上只做浮點運算的，設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，也就可以做的更快。GPU注重的是吞吐量，單指令能驅(qū)動更多的計算，相比較GPU消耗在控制部分的能耗就比較少，因此可以把電省下來的資源給浮點計算使用。

五、應(yīng)用方向

1、CPU所擅長的像操作系統(tǒng)這一類應(yīng)用，需要快速響應(yīng)實時信息，需要針對延遲優(yōu)化，所以晶體管數(shù)量和能耗都需要用在分支預(yù)測、亂序執(zhí)行、低延遲緩存等控制部分。

2、GPU適合對于具有極高的可預(yù)測性和大量相似的運算以及高延遲、高吞吐的架構(gòu)運算。

以上就是關(guān)于GPU的一些相關(guān)知識，希望以上知識對大家有幫助哦。