Перспективы развития индустрии GPU в 2020 году

Ищем следы развития мировых гигантов

Функция и классификация GPU

GPU (графический процессор, графический процессор) также известен как чип дисплея. Он в основном используется в персональных компьютерах, рабочих станциях, игровых хостах и ​​мобильных устройствах (смартфонах, планшетных компьютерах, устройствах виртуальной реальности) для выполнения графических операций.

Структура определяет, что графический процессор больше подходит для параллельных вычислений. Основное различие между GPU и CPU заключается в архитектуре кэш-памяти на кристалле и структуре блока цифровой логики: количество ядер GPU (особенно вычислительных блоков Alu) намного больше, чем у CPU, но его структура проще, чем это процессора, поэтому она называется многоядерной структурой. Многоядерная структура очень подходит для параллельной отправки одного и того же потока инструкций в многоядерную систему с использованием разных входных данных для выполнения, чтобы выполнять массивные и простые операции обработки графики, такие как одно и то же преобразование координат для каждого вершина и вычисление значения цвета каждой вершины в соответствии с той же моделью освещения. Графический процессор использует свои преимущества обработки больших объемов данных и компенсирует недостаток длительной задержки за счет повышения общей пропускной способности данных.

Вообще говоря, потребители будут уделять больше внимания производительности ЦП (центрального процессора) при покупке потребительских электронных товаров, таких как мобильные телефоны или ноутбуки, таких как марка, серия и количество ядер ЦП, в то время как графическому процессору уделяется меньше внимания. GPU (графический процессор), а также графический процессор - это своего рода микропроцессор, который может выполнять операции, связанные с изображениями и графикой, на персональных компьютерах, рабочих станциях, игровых машинах и некоторых мобильных устройствах (таких как планшетные компьютеры, смартфоны и т. Д.) . В начале рождения ПК была идея графического процессора, и все графические вычисления производились центральным процессором. Однако скорость использования ЦП для вычисления графики низкая, поэтому для помощи в вычислении графики разработана специальная карта графического ускорителя. Позже NVIDIA предложила концепцию GPU, которая выдвинула GPU в статус отдельного вычислительного блока.

ЦП обычно состоит из блока логических операций, блока управления и блока памяти. Хотя ЦП имеет несколько ядер, их общее количество не превышает двух цифр, и каждое ядро ​​имеет достаточно кэш-памяти; ЦП имеет достаточное количество и количество логических операционных единиц, а также множество аппаратных средств для ускорения определения ветвей и даже более сложных логических решений. Следовательно, у ЦП есть супер логические способности. Преимущество GPU заключается в многоядерности, количество ядер намного больше, чем у CPU, которое может достигать сотен, каждое ядро ​​имеет относительно небольшой кэш, а количество цифровых логических операционных блоков небольшое и простое. Следовательно, GPU больше подходит для параллельных вычислений данных, чем CPU.

Есть два способа классификации GPU: один основан на взаимосвязи между GPU и CPU, другой - на основе класса приложения GPU. По взаимосвязи с ЦП, графический процессор можно разделить на независимый ЦП и ГП. Независимый графический процессор обычно приварен к печатной плате видеокарты и расположен под вентилятором видеокарты. Независимый графический процессор использует выделенную память дисплея, а пропускная способность видеопамяти определяет скорость соединения с графическим процессором. Встроенный графический процессор обычно интегрирован с процессором. Встроенный графический процессор и процессор имеют общий вентилятор и кэш. Интегрированный графический процессор имеет хорошую совместимость, поскольку разработка, изготовление и драйвер встроенного графического процессора завершаются производителем процессора. Кроме того, из-за интеграции ЦП и ГП пространство встроенного ГП невелико; производительность встроенного графического процессора относительно независима, а энергопотребление и стоимость встроенного графического процессора относительно независимы из-за интеграции процессора и процессора. Независимый графический процессор имеет независимую видеопамять, большее пространство и лучшее рассеивание тепла, поэтому производительность независимой видеокарты лучше; но ему требуется дополнительное пространство для удовлетворения сложных и огромных потребностей в обработке графики и обеспечения эффективных приложений для кодирования видео. Однако высокая производительность означает более высокое потребление энергии, независимым графическим процессорам требуется дополнительный источник питания, а стоимость выше.

По типу прикладного терминала его можно разделить на pcgpu, server GPU и mobile GPU. Pcgpu прилагается к ПК. В зависимости от позиционирования продукта может использоваться как встроенный, так и автономный графический процессор. Например, если ПК в основном предназначен для легкого офиса и редактирования текста, в основном продукте будет использоваться встроенный графический процессор; если ПК необходимо создавать изображения высокой четкости, редактировать видео, рендерить игры и т. д., выбранный продукт будет иметь независимый графический процессор. Серверный графический процессор применяется к серверам, которые можно использовать для профессиональной визуализации, ускорения вычислений, глубокого обучения и других приложений. Согласно развитию ряда технологий, таких как облачные вычисления и искусственный интеллект, серверный GPU будет в основном независимым GPU. Мобильный терминал становится все тоньше и тоньше, а внутреннее чистое пространство терминала быстро сокращается из-за увеличения множества функциональных модулей. В то же время, поскольку видео и изображение должны обрабатываться мобильным терминалом, встроенный графический процессор смог удовлетворить требования. Таким образом, мобильный графический процессор обычно использует встроенный графический процессор.