Možnosti za razvoj GPU industrije v letu 2020

2020/11/17

Iščem stopinje razvoja od svetovnih velikanov

Funkcija in klasifikacija GPU

GPU (grafična procesna enota, grafični procesor) je znan tudi kot prikazovalni čip. Uporablja se predvsem v osebnih računalnikih, delovnih postajah, gostiteljih iger in mobilnih napravah (pametni telefoni, tablični računalniki, naprave VR) za izvajanje grafičnih operacij.

Struktura določa, da je GPU primernejši za vzporedno računanje. Glavna razlika med GPU in CPU je v arhitekturi predpomnilnika na čipu in strukturi enote za digitalno logično delovanje: število jeder GPU (zlasti računalniške enote Alu) je veliko večje kot pri CPU, vendar je njegova struktura preprostejša od tiste CPU, zato se imenuje večjedrna struktura. Večjedrna struktura je zelo primerna za istočasno pošiljanje istega toka ukazov v večjedro z uporabo različnih vhodnih podatkov za izvedbo, da se dokončajo obsežne in enostavne operacije v grafični obdelavi, kot je enaka transformacija koordinat za vsako in izračun barvne vrednosti vsake točke glede na isti model osvetlitve. GPU izkorišča prednosti obdelave ogromnih podatkov in pomanjkljivosti dolge zakasnitve nadomesti z izboljšanjem celotne prepustnosti podatkov.

Na splošno bodo potrošniki pri nakupu potrošniških elektronskih izdelkov, kot so mobilni telefoni ali prenosniki, kot so blagovna znamka, serija in število jeder CPU, bolj pozorni na delovanje CPU (centralna procesna enota), medtem ko GPU posveča manj pozornosti. GPU (grafična procesna enota), kot tudi grafični procesor, je nekakšen mikroprocesor, ki lahko izvaja slikovne in grafične operacije, povezane z osebnimi računalniki, delovnimi postajami, igralnimi avtomati in nekaterimi mobilnimi napravami (kot so tablični računalniki, pametni telefoni itd.) . Na začetku rojstva računalnika je obstajala ideja o GPU, vse grafične izračune pa je opravil CPU. Vendar je hitrost uporabe CPU za izračun grafike počasna, zato je posebna grafična pospeševalna kartica zasnovana za pomoč pri izračunu grafike. Kasneje je NVIDIA predlagala koncept GPU, ki je GPU povišal v status ločene računalniške enote.

CPU je na splošno sestavljen iz logične operacijske enote, krmilne enote in pomnilniške enote. Čeprav ima CPU več jeder, skupno število ni več kot dve števki in vsako jedro ima dovolj predpomnilnika; CPU ima dovolj enot in logičnih operacijskih enot ter ima veliko strojne opreme za pospešitev presoje vej in še bolj zapleteno logično presojo. Zato ima CPU super logične sposobnosti. Prednost GPU je v večjedrnih, število jeder je veliko večje kot pri CPU, ki lahko doseže stotine, vsako jedro ima razmeroma majhen predpomnilnik, število enot digitalne logične operacije pa je majhno in preprosto. Zato je GPU primernejši za vzporedno računanje podatkov kot CPU

Obstajata dva načina za razvrstitev GPU, eden temelji na razmerju med GPU in CPU, drugi pa na osnovi aplikacijskega razreda GPU. Glede na razmerje s CPU lahko GPU razdelimo na neodvisni CPU in GPU. Neodvisni grafični procesor je običajno privarjen na vezje grafične kartice in je nameščen pod ventilatorjem grafične kartice. Neodvisni GPU uporablja namenski prikazni pomnilnik, pasovna širina video pomnilnika pa določa hitrost povezave z GPU. Integrirani GPU je na splošno integriran s CPU. Integrirani GPU in CPU si delita ventilator in predpomnilnik. Integrirani GPU je dobro združljiv, saj načrtovanje, izdelavo in gonilnik integriranega GPU dokonča proizvajalec CPU. Poleg tega je zaradi integracije CPU in GPU prostor integriranega GPU majhen; delovanje integriranega GPU-ja je relativno neodvisno, poraba energije in stroški integriranega GPU-ja pa so zaradi integracije CPU-ja in CPU-ja relativno neodvisni. Neodvisni GPU ima neodvisen video pomnilnik, večji prostor in boljše odvajanje toplote, zato je zmogljivost neodvisne grafične kartice boljša; vendar potrebuje dodaten prostor za zadovoljevanje zapletenih in ogromnih potreb po grafični obdelavi in ​​zagotavljanje učinkovitih aplikacij za kodiranje videa. Vendar močne zmogljivosti pomenijo večjo porabo energije, neodvisni grafični procesorji zahtevajo dodatno napajanje in stroški so višji.

Glede na vrsto aplikacijskega terminala ga lahko razdelimo na pcgpu, strežniški GPU in mobilni GPU. Pcgpu se uporablja za osebni računalnik. Glede na pozicioniranje izdelka je mogoče uporabiti integrirani GPU ali samostojni GPU. Če je na primer osebni računalnik v glavnem lahka pisarna in urejanje besedila, se bo splošni izdelek odločil, da bo imel integriran GPU; če mora računalnik ustvarjati slike visoke ločljivosti, urejati videoposnetke, upodabljati igre itd., bo izbrani izdelek opremljen z neodvisnim grafičnim procesorjem. Strežniški GPU se uporablja za strežnike, ki se lahko uporabljajo za profesionalno vizualizacijo, računalniško pospeševanje, globoko učenje in druge aplikacije. Glede na razvoj vrste tehnologij, kot sta računalništvo v oblaku in umetna inteligenca, bo strežniški GPU večinoma neodvisen GPU. Mobilni terminal postaja vse tanjši in notranji neto prostor terminala se je hitro zmanjšal zaradi povečanja številnih funkcijskih modulov. Hkrati, kolikor mora mobilni terminal obdelati video in sliko, je integrirani GPU lahko izpolnil zahteve. Zato mobilni GPU na splošno sprejme integriran GPU.