什么是GPU？
發布時間：2011-09-26
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來源：我愛方案網
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GPU簡介
GPU（Graphic Processing Unit）：中文翻譯為“圖形處理器”。GPU是相對于CPU的一個概念，由于在現代的計算機中（特別是家用系統，游戲的發燒友）圖形的處理變得越來越重要，需要一個專門的圖形的核心處理器。
GPU是顯示卡的“心臟”，也就相當于CPU在電腦中的作用，它決定了該顯卡的檔次和大部分性能，同時也是2D顯示卡和3D顯示卡的區別依據。2D顯示芯片在處理3D圖像和特效時主要依賴CPU的處理能力，稱為“軟加速”。3D顯示芯片是將三維圖像和特效處理功能集中在顯示芯片內，也即所謂的“硬件加速”功能。顯示芯片通常是顯示卡上最大的芯片（也是引腳最多的）。現在市場上的顯卡大多采用NVIDIA和ATI兩家公司的圖形處理芯片。
GPU的工作原理
簡單說GPU就是能夠從硬件上支持T&L（Transform and Lighting，多邊形轉換與光源處理）的顯示芯片，因為T&L是3D渲染中的一個重要部分，其作用是計算多邊形的3D位置和處理動態光線效果，也可以稱為“幾何處理”。一個好的T&L單元，可以提供細致的3D物體和高級的光線特效；只不過大多數PC中，T&L的大部分運算是交由CPU處理的(這就也就是所謂的軟件 T&L)，由于CPU的任務繁多，除了T&L之外，還要做內存管理、輸入響應等非3D圖形處理工作，因此在實際運算的時候性能會大打折扣，常常出現顯卡等待CPU數據的情況，其運算速度遠跟不上今天復雜三維游戲的要求。即使CPU的工作頻率超過1GHz或更高，對它的幫助也不大，由于這是PC本身設計造成的問題，與CPU的速度無太大關系。
GPU的作用
GPU是顯示卡的“大腦”，它決定了該顯卡的檔次和大部分性能，同時也是2D顯示卡和3D顯示卡的區別依據。2D顯示芯片在處理3D圖像和特效時主要依賴 CPU的處理能力，稱為“軟加速”。3D顯示芯片是將三維圖像和特效處理功能集中在顯示芯片內，也即所謂的“硬件加速”功能。顯示芯片通常是顯示卡上最大的芯片（也是引腳最多的）。現在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。
今天，GPU已經不再局限于3D圖形處理了，GPU通用計算技術發展已經引起業界不少的關注，事實也證明在浮點運算、并行計算等部分計算方面，GPU 可以提供數十倍乃至于上百倍于CPU的性能，如此強悍的“新星”難免會讓CPU廠商老大英特爾為未來而緊張， NVIDIA和英特爾也經常為CPU和GPU誰更重要而展開口水戰。GPU通用計算方面的標準目前有 OPEN CL、CUDA、ATI STREAM。其中，OpenCL(全稱Open Computing Language，開放運算語言)是第一個面向異構系統通用目的并行編程的開放式、免費標準，也是一個統一的編程環境，便于軟件開發人員為高性能計算服務器、桌面計算系統、手持設備編寫高效輕便的代碼，而且廣泛適用于多核心處理器(CPU)、圖形處理器(GPU)、Cell類型架構以及數字信號處理器 (DSP)等其他并行處理器，在游戲、娛樂、科研、醫療等各種領域都有廣闊的發展前景，AMD-ATI、NVIDIA現在的產品都支持OPEN CL。 1985年 8月20日 ATi公司成立，同年10月ATi使用ASIC技術開發出了第一款圖形芯片和圖形卡，1992年 4月 ATi發布了 Mach32 圖形卡集成了圖形加速功能，1998年 4月 ATi被IDC評選為圖形芯片工業的市場領導者，但那時候這種芯片還沒有GPU的稱號，很長的一段時間ATI都是把圖形處理器稱為VPU，直到AMD收購 ATI之后其圖形芯片才正式采用GPU的名字。
NVIDIA公司在1999年發布GeForce 256圖形處理芯片時首先提出GPU的概念。從此NV顯卡的芯就用這個新名字GPU來稱呼。GPU使顯卡減少了對CPU的依賴，并進行部分原本CPU的工作，尤其是在3D圖形處理時。GPU所采用的核心技術有硬體T&L、立方環境材質貼圖和頂點混合、紋理壓縮和凹凸映射貼圖、雙重紋理四像素256 位渲染引擎等，而硬體T&L技術可以說是GPU的標志。
GPU的主流供應商
GPU的競爭遠比CPU的競爭來得激烈。通用PC的CPU就只有英特爾和AMD兩家大廠。而在GPU方面領先的是N記和A記兩家廠商，但能生產中低端產品的還有英特爾、三星等好幾家廠商。它們的產品雖然不如前兩家，但在很多應用方面也能滿足用戶的需要，所以N記和A記只有拼命往前跑才不會死掉。
intel
可能誰都想不到intel不但是世界上最大的CPU生產銷售商，也是世界最大的GPU生產銷售商。intel的GPU在現在完全是集成顯卡，用于intel的主板和intel的筆記本。可能你想不到，要是只按發售數量計算，intel隨著他主板發售的集成GPU占據了整個GPU市場的60%以上。
Nvidia
現在最大的獨立顯卡生產銷售商，他的顯卡包括現在大家熟悉的Geforce系列，比如GTX580 GTX480 GTX470 GTX460 GTX295等，還有專業的Quadro系列等。他也同樣銷售固化在主板上的集成顯卡，這些顯卡隨著主板一起發售，但是由于AMD兼并ATI后自身主板芯片能力提高，NV主板如日中天的景象已經失去了半壁江山。
AMD(ATI)
世界上第二大的獨立顯卡生產銷售商，他的前身就是ATI。他的顯卡主要就是大家熟悉的HD系列，比如HD5870,HD5970,HD6970,HD6990等。在專業領域有FireGL系列。
由于AMD兼并ATI后，其主板市場迅速擴大，已經奪取了NV在amd處理器主板的半壁江山。就發售量和發售盈利方面，AMD顯卡方面仍然略輸于nv,不過兩者不相伯仲，差距只是幾個百分點。
Matrox
當年和nv,ati一起爭奪獨立顯卡市場份額的一家公司，在曾經的一個時期Matrox的顯卡和nv,ati曾經在性能上比肩過。但由于后來其開發能力日漸衰退，在GF5時期，也就是ati的9000系列時期，Matrox由于性能上整整落后了GF5900和Raden9800一個世代而逐漸被淘汰，淡出了民用獨立顯卡市場。
但現在Matrox仍然在工程用專業顯卡方面有自己的地位。這些顯卡用于工程主圖和多頭輸出仍然很強力。與nv和amd的專業顯卡不同，nv,ati的專業顯卡涉足的是3D領域，而Matrox得專業顯卡涉足的是2D領域，也就是CAD。
但由于cuda的日漸普及，DX10以上顯卡將在所有支持CUDA的程序上表現出驚人的性能，也就是說當CUDA在各種運用軟件普及的那天，Matrox也必將退出2D專業卡的市場。
sis和via
硒統和威盛現在是對孿生兄弟，但他們曾經也是分開的兩家公司，并且都生產自己主板的集成顯卡。但這可憐的兩兄弟已經逐步在淡出主板市場了，也就必定將淡出GPU市場。 由于GPU的利益多，也許以后也會誕生出新的廠商。
