Изгледи за развој ГПУ индустрије у 2020

Тражећи трагове развоја од светских гиганта

Функција и класификација ГПУ-а

ГПУ (графичка процесна јединица, графички процесор) познат је и као дисплеј чип. Углавном се користи у личним рачунарима, радним станицама, домаћинима игара и мобилним уређајима (паметни телефони, таблет рачунари, ВР уређаји) за покретање графичких операција.

Структура одређује да је ГПУ погоднији за паралелно рачунање. Главна разлика између ГПУ-а и ЦПУ-а лежи у архитектури кеш меморије на чипу и структури јединице за дигиталну логику: број ГПУ језгара (посебно Алу рачунарских јединица) је много већи од броја ЦПУ-а, али је његова структура једноставнија од те ЦПУ-а, па се назива вишејезгрена структура. Структура са више језгара је веома погодна за паралелно слање истог тока инструкција у више језгара, користећи различите улазне податке за извршавање, како би се довршиле масовне и једноставне операције у обради графике, као што је иста трансформација координата за сваку темена и израчунавање вредности боје сваког темена према истом моделу осветљења. ГПУ користи своје предности обраде масивних података и надокнађује недостатак дугог кашњења побољшавајући укупан проток података.

Уопштено говорећи, потрошачи ће више пажње обратити на перформансе ЦПУ-а (централне процесне јединице) приликом куповине потрошачких електронских производа, попут мобилних телефона или преносних рачунара, као што су марка, серија и број језгара ЦПУ-а, док ГПУ-у посвећује мање пажње. ГПУ (графичка процесна јединица), као и графички процесор, је врста микропроцесора који може да обавља слике и графичке операције на личним рачунарима, радним станицама, машинама за игре и неким мобилним уређајима (попут таблет рачунара, паметних телефона итд.) . На почетку рођења рачунара постојала је идеја о ГПУ-у, а све графичке прорачуне радио је ЦПУ. Међутим, брзина коришћења ЦПУ-а за израчунавање графике је спора, па је посебна графичка картица за убрзавање дизајнирана да помогне у израчунавању графике. Касније је НВИДИА предложила концепт ГПУ-а, који је ГПУ промовисао у статус посебне рачунарске јединице.

ЦПУ се обично састоји од логичке оперативне јединице, контролне јединице и јединице за складиштење. Иако ЦПУ има више језгара, укупан број није већи од две цифре, а свако језгро има довољно кеш меморије; ЦПУ има довољно бројева и логичких оперативних јединица и има много хардвера за убрзавање просуђивања грана и још сложенију логичку просудбу. Стога ЦПУ има супер логичке способности. Предност ГПУ-а лежи у вишејезгарности, број језгара је далеко већи од броја ЦПУ-а, који може достићи стотине, свако језгро има релативно малу предмеморију, а број јединица дигиталне логичке операције је мали и једноставан. Због тога је ГПУ погоднији за паралелно рачунање података од ЦПУ-а

Постоје два начина за класификацију ГПУ-а, један се заснива на односу између ГПУ-а и ЦПУ-а, други заснива се на апликационој класи ГПУ-а. Према односу са ЦПУ-ом, ГПУ се може поделити на независни ЦПУ и ГПУ. Независни ГПУ је обично заварен на плочици графичке картице и налази се испод вентилатора графичке картице. Независни ГПУ користи наменску меморију на екрану, а пропусни опсег видео меморије одређује брзину везе са ГПУ-ом. Интегрисани ГПУ је генерално интегрисан са ЦПУ-ом. Интегрисани ГПУ и ЦПУ деле вентилатор и кеш меморију. Интегрисани ГПУ има добру компатибилност, јер дизајн, производњу и покретачки програм интегрисаног ГПУ-а довршава произвођач ЦПУ-а. Поред тога, због интеграције ЦПУ-а и ГПУ-а, простор интегрисаног ГПУ-а је мали; перформансе интегрисаног ГПУ-а су релативно независне, а потрошња енергије и трошкови интегрисаног ГПУ-а релативно су независни због интеграције ЦПУ-а и ЦПУ-а. Независни ГПУ има независну видео меморију, већи простор и боље одвођење топлоте, тако да су перформансе независне графичке картице боље; али потребан му је додатни простор да задовољи сложене и огромне потребе за графичком обрадом и обезбеди ефикасне апликације за кодирање видео записа. Међутим, јаке перформансе значе већу потрошњу енергије, независни графички процесори захтевају додатно напајање, а трошкови су већи.

Према типу апликационог терминала, може се поделити на пцгпу, серверски ГПУ и мобилни ГПУ. Пцгпу се примењује на рачунару. Према позиционирању производа, може се користити интегрисани ГПУ или самостални ГПУ. На пример, ако је рачунар углавном за канцеларију и уређивање текста, општи производ ће одабрати интегрисани ГПУ; ако рачунар треба да производи слике високе дефиниције, уређује видео записе, приказује игре итд., изабрани производ ће имати независни ГПУ. Сервер ГПУ се примењује на сервере који се могу користити за професионалну визуелизацију, рачунарско убрзање, дубоко учење и друге апликације. Према развоју низа технологија као што су рачунарство у облаку и вештачка интелигенција, серверски ГПУ ће углавном бити независни ГПУ. Мобилни терминал постаје све тањи и тањи, а унутрашњи нето простор терминала брзо се смањио због повећања више функционалних модула. Истовремено, колико је потребно да видео и слика обрађују мобилни терминал, интегрисани ГПУ је могао да испуни захтеве. Према томе, мобилни ГПУ углавном прихвата интегрисани ГПУ.