大家經(jīng)常在看電腦、手機(jī)這些智能電子設(shè)備的時(shí)候會(huì)聽到GPU這個(gè)詞，特別是顯卡，GPU的型號(hào)成了顯卡檔次的關(guān)鍵，那么GPU是什么，電腦和手機(jī)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(jì)算而設(shè)計(jì)的，這些計(jì)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(shí)下的GPU多數(shù)擁有2D或3D圖形加速功能。如果CPU想畫一個(gè)二維圖形，只需要發(fā)個(gè)指令給GPU，如"在坐標(biāo)位置(x, y)處畫個(gè)長和寬為a×b大小的長方形"，GPU就可以迅速計(jì)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(yùn)算，特別是對(duì)于浮點(diǎn)、矢量和矩陣的計(jì)算，能將 3D 模型的信息轉(zhuǎn)換為 2D 表示，同時(shí)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(gè)三角形的頂點(diǎn)。實(shí)際處理中，小三角形的頂點(diǎn)會(huì)相互重合，如果一個(gè)復(fù)雜的模型由 500 個(gè)小三角形組成，最后需要定義的頂點(diǎn)數(shù)并沒有 1500 個(gè)那么多。而要將一個(gè)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(yùn)算，處理轉(zhuǎn)換(transformation)最佳的方式就是運(yùn)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(shí)候流水線操作是固定不能作任何改動(dòng)的，整個(gè)操作由讀取三角形的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)開始，接著 GPU 處理完后進(jìn)入幀緩沖區(qū)(frame buffer)，準(zhǔn)備發(fā)送給顯示器。GPU 也能對(duì)場景進(jìn)行某些特定效果的處理，不過這些都是由工程師設(shè)計(jì)固定好的，能提供的選項(xiàng)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(shí)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(shí)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(shí)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(jī)、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(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。它的功能主要是解釋計(jì)算機(jī)指令以及處理計(jì)算機(jī)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(gè)人電腦、工作站、游戲機(jī)和一些移動(dòng)設(shè)備（如平板電腦、智能手機(jī)等）上圖像運(yùn)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(jí)緩存，這些緩存結(jié)構(gòu)消耗了大量的晶體管，在運(yùn)行的時(shí)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(shí)時(shí)響應(yīng)，對(duì)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(duì)緩存的要求相對(duì)很低。

四、浮點(diǎn)運(yùn)算方式

1、CPU除了負(fù)責(zé)浮點(diǎn)整形運(yùn)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(diǎn)計(jì)算的功耗就會(huì)變少。

2、GPU基本上只做浮點(diǎn)運(yùn)算的，設(shè)計(jì)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(dòng)更多的計(jì)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(diǎn)計(jì)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(shí)時(shí)信息，需要針對(duì)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(cè)、亂序執(zhí)行、低延遲緩存等控制部分。

2、GPU適合對(duì)于具有極高的可預(yù)測(cè)性和大量相似的運(yùn)算以及高延遲、高吞吐的架構(gòu)運(yùn)算。

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