چشم انداز توسعه صنعت GPU در سال 2020
2020-11-17
به دنبال ردپای توسعه از غول های جهان هستیم
عملکرد و طبقه بندی GPU
GPU (واحد پردازش گرافیک ، پردازنده گرافیکی) به عنوان تراشه نمایشگر نیز شناخته می شود. این به طور عمده در رایانه های شخصی ، ایستگاه های کاری ، میزبان بازی ها و دستگاه های تلفن همراه (تلفن های هوشمند ، رایانه های لوحی ، دستگاه های VR) برای اجرای عملیات گرافیکی استفاده می شود.
ساختار مشخص می کند که GPU برای محاسبات موازی مناسب تر است. تفاوت اصلی GPU و CPU در ساختار حافظه پنهان بر روی تراشه و ساختار واحد عملیات منطقی دیجیتال نهفته است: تعداد هسته های GPU (به ویژه واحدهای محاسباتی Alu) بسیار بیشتر از CPU است ، اما ساختار آن ساده تر از آن است پردازنده ، بنابراین به آن ساختار چند هسته ای می گویند. ساختار چند هسته ای برای ارسال همان جریان دستورالعمل به چند هسته ای به صورت موازی ، با استفاده از داده های ورودی مختلف برای اجرا بسیار مناسب است ، بنابراین برای انجام عملیات عظیم و ساده در پردازش گرافیک ، مانند همان تغییر مختصات برای هر یک ، راس ، و محاسبه مقدار رنگ هر راس با توجه به همان مدل روشنایی. GPU از مزایای خود در پردازش داده های انبوه استفاده می کند و کمبود تأخیر طولانی را با بهبود عملکرد کل داده جبران می کند.
به طور کلی ، مصرف کنندگان در هنگام خرید محصولات الکترونیکی مصرفی مانند تلفن های همراه یا لپ تاپ ها مانند مارک ، سری و تعداد هسته های پردازنده ، به عملکرد CPU (واحد پردازش مرکزی) توجه بیشتری نشان می دهند ، در حالی که GPU کمتر مورد توجه قرار می گیرد. GPU (واحد پردازش گرافیک) ، و همچنین پردازنده گرافیکی ، نوعی ریز پردازنده است که می تواند عملیات مربوط به تصویر و گرافیک را روی رایانه های شخصی ، ایستگاه های کاری ، ماشین های بازی و برخی از دستگاه های تلفن همراه (مانند رایانه های لوحی ، تلفن های هوشمند و غیره) انجام دهد. . در ابتدای تولد رایانه شخصی ، ایده GPU وجود داشت و تمام محاسبات گرافیکی توسط پردازنده انجام می شد. با این حال ، سرعت استفاده از CPU برای انجام محاسبه گرافیک کند است ، بنابراین یک کارت شتاب دهنده گرافیکی ویژه برای کمک به محاسبه گرافیک طراحی شده است. بعداً ، NVIDIA مفهوم GPU را ارائه داد که GPU را به عنوان یک واحد محاسباتی جداگانه ارتقا می دهد.
پردازنده به طور کلی از واحد عملیات منطقی ، واحد کنترل و واحد ذخیره سازی تشکیل شده است. اگرچه CPU دارای چندین هسته است ، اما تعداد کل آنها از دو رقم بیشتر نیست و هر هسته حافظه پنهان کافی را دارد. پردازنده دارای تعداد کافی و واحد عملکرد منطقی است و دارای سخت افزارهای بسیاری برای سرعت بخشیدن به قضاوت شاخه و حتی قضاوت منطقی پیچیده تر است. بنابراین ، CPU توانایی فوق العاده منطقی دارد. مزیت GPU در چند هسته ای است ، تعداد هسته ها به مراتب بیشتر از CPU است که می تواند به صدها عدد برسد ، هر هسته حافظه پنهان نسبتاً کمی دارد و تعداد واحدهای عملیاتی منطق دیجیتال کم و ساده است. بنابراین ، GPU برای محاسبه موازی داده ها بیشتر از CPU مناسب است
برای طبقه بندی GPU دو روش وجود دارد ، یکی براساس رابطه GPU و CPU است ، دیگری بر اساس کلاس کاربرد GPU است. با توجه به ارتباط با CPU ، GPU را می توان به CPU و GPU مستقل تقسیم کرد. GPU مستقل معمولاً بر روی صفحه مدار کارت گرافیک جوش داده می شود و در زیر فن کارت گرافیک قرار دارد. پردازنده گرافیکی مستقل از یک حافظه نمایش اختصاصی استفاده می کند و پهنای باند حافظه ویدیویی سرعت اتصال با GPU را تعیین می کند. GPU یکپارچه به طور کلی با پردازنده مرکزی ادغام شده است. GPU و CPU یکپارچه دارای فن و حافظه پنهان هستند. GPU یکپارچه سازگاری خوبی دارد زیرا طراحی ، ساخت و درایور GPU یکپارچه توسط سازنده CPU تکمیل شده است. علاوه بر این ، به دلیل ادغام CPU و GPU ، فضای GPU یکپارچه کم است. عملکرد GPU یکپارچه نسبتاً مستقل است و مصرف برق و هزینه GPU یکپارچه به دلیل ادغام CPU و CPU نسبتاً مستقل است. GPU مستقل دارای حافظه ویدئویی مستقل ، فضای بزرگتر و اتلاف حرارت بهتر است ، بنابراین عملکرد کارت گرافیک مستقل بهتر است. اما برای تأمین نیازهای پیچیده و عظیم پردازش گرافیکی و فراهم کردن برنامه های کارآمد کدگذاری ویدئو ، به فضای بیشتری نیاز دارد. با این حال ، عملکرد قوی به معنای مصرف بیشتر انرژی است ، GPU های مستقل به منبع تغذیه اضافی نیاز دارند و هزینه آن نیز بیشتر است.
با توجه به نوع ترمینال برنامه ، می توان آن را به pcgpu ، GPU سرور و GPU موبایل تقسیم کرد. Pcgpu روی رایانه اعمال می شود. با توجه به موقعیت محصول آن ، می توان از GPU یکپارچه یا GPU مستقل استفاده کرد. به عنوان مثال ، اگر رایانه شخصی به طور عمده دفتر و ویرایش متن سبک باشد ، محصول عمومی GPU یکپارچه را انتخاب می کند. اگر رایانه شخصی نیاز به تولید تصاویر با کیفیت بالا ، ویرایش فیلم ها ، ارائه بازی ها و غیره داشته باشد ، محصول انتخاب شده دارای یک GPU مستقل است. GPU سرور روی سرورها اعمال می شود که می تواند برای تجسم حرفه ای ، شتاب محاسبات ، یادگیری عمیق و سایر برنامه ها استفاده شود. با توجه به توسعه یک سری فن آوری ها مانند رایانش ابری و هوش مصنوعی ، GPU سرور به طور عمده GPU مستقل خواهد بود. ترمینال موبایل نازک و نازک تر می شود و فضای خالص داخلی ترمینال به دلیل افزایش چندین ماژول عملکرد به سرعت کاهش می یابد. در عین حال ، تا آنجا که ویدیو و تصویر باید توسط ترمینال تلفن همراه پردازش شوند ، GPU یکپارچه توانسته است الزامات را برآورده کند. بنابراین ، GPU موبایل به طور کلی GPU یکپارچه را تصویب می کند.
عملکرد و طبقه بندی GPU
GPU (واحد پردازش گرافیک ، پردازنده گرافیکی) به عنوان تراشه نمایشگر نیز شناخته می شود. این به طور عمده در رایانه های شخصی ، ایستگاه های کاری ، میزبان بازی ها و دستگاه های تلفن همراه (تلفن های هوشمند ، رایانه های لوحی ، دستگاه های VR) برای اجرای عملیات گرافیکی استفاده می شود.
ساختار مشخص می کند که GPU برای محاسبات موازی مناسب تر است. تفاوت اصلی GPU و CPU در ساختار حافظه پنهان بر روی تراشه و ساختار واحد عملیات منطقی دیجیتال نهفته است: تعداد هسته های GPU (به ویژه واحدهای محاسباتی Alu) بسیار بیشتر از CPU است ، اما ساختار آن ساده تر از آن است پردازنده ، بنابراین به آن ساختار چند هسته ای می گویند. ساختار چند هسته ای برای ارسال همان جریان دستورالعمل به چند هسته ای به صورت موازی ، با استفاده از داده های ورودی مختلف برای اجرا بسیار مناسب است ، بنابراین برای انجام عملیات عظیم و ساده در پردازش گرافیک ، مانند همان تغییر مختصات برای هر یک ، راس ، و محاسبه مقدار رنگ هر راس با توجه به همان مدل روشنایی. GPU از مزایای خود در پردازش داده های انبوه استفاده می کند و کمبود تأخیر طولانی را با بهبود عملکرد کل داده جبران می کند.
به طور کلی ، مصرف کنندگان در هنگام خرید محصولات الکترونیکی مصرفی مانند تلفن های همراه یا لپ تاپ ها مانند مارک ، سری و تعداد هسته های پردازنده ، به عملکرد CPU (واحد پردازش مرکزی) توجه بیشتری نشان می دهند ، در حالی که GPU کمتر مورد توجه قرار می گیرد. GPU (واحد پردازش گرافیک) ، و همچنین پردازنده گرافیکی ، نوعی ریز پردازنده است که می تواند عملیات مربوط به تصویر و گرافیک را روی رایانه های شخصی ، ایستگاه های کاری ، ماشین های بازی و برخی از دستگاه های تلفن همراه (مانند رایانه های لوحی ، تلفن های هوشمند و غیره) انجام دهد. . در ابتدای تولد رایانه شخصی ، ایده GPU وجود داشت و تمام محاسبات گرافیکی توسط پردازنده انجام می شد. با این حال ، سرعت استفاده از CPU برای انجام محاسبه گرافیک کند است ، بنابراین یک کارت شتاب دهنده گرافیکی ویژه برای کمک به محاسبه گرافیک طراحی شده است. بعداً ، NVIDIA مفهوم GPU را ارائه داد که GPU را به عنوان یک واحد محاسباتی جداگانه ارتقا می دهد.
پردازنده به طور کلی از واحد عملیات منطقی ، واحد کنترل و واحد ذخیره سازی تشکیل شده است. اگرچه CPU دارای چندین هسته است ، اما تعداد کل آنها از دو رقم بیشتر نیست و هر هسته حافظه پنهان کافی را دارد. پردازنده دارای تعداد کافی و واحد عملکرد منطقی است و دارای سخت افزارهای بسیاری برای سرعت بخشیدن به قضاوت شاخه و حتی قضاوت منطقی پیچیده تر است. بنابراین ، CPU توانایی فوق العاده منطقی دارد. مزیت GPU در چند هسته ای است ، تعداد هسته ها به مراتب بیشتر از CPU است که می تواند به صدها عدد برسد ، هر هسته حافظه پنهان نسبتاً کمی دارد و تعداد واحدهای عملیاتی منطق دیجیتال کم و ساده است. بنابراین ، GPU برای محاسبه موازی داده ها بیشتر از CPU مناسب است
برای طبقه بندی GPU دو روش وجود دارد ، یکی براساس رابطه GPU و CPU است ، دیگری بر اساس کلاس کاربرد GPU است. با توجه به ارتباط با CPU ، GPU را می توان به CPU و GPU مستقل تقسیم کرد. GPU مستقل معمولاً بر روی صفحه مدار کارت گرافیک جوش داده می شود و در زیر فن کارت گرافیک قرار دارد. پردازنده گرافیکی مستقل از یک حافظه نمایش اختصاصی استفاده می کند و پهنای باند حافظه ویدیویی سرعت اتصال با GPU را تعیین می کند. GPU یکپارچه به طور کلی با پردازنده مرکزی ادغام شده است. GPU و CPU یکپارچه دارای فن و حافظه پنهان هستند. GPU یکپارچه سازگاری خوبی دارد زیرا طراحی ، ساخت و درایور GPU یکپارچه توسط سازنده CPU تکمیل شده است. علاوه بر این ، به دلیل ادغام CPU و GPU ، فضای GPU یکپارچه کم است. عملکرد GPU یکپارچه نسبتاً مستقل است و مصرف برق و هزینه GPU یکپارچه به دلیل ادغام CPU و CPU نسبتاً مستقل است. GPU مستقل دارای حافظه ویدئویی مستقل ، فضای بزرگتر و اتلاف حرارت بهتر است ، بنابراین عملکرد کارت گرافیک مستقل بهتر است. اما برای تأمین نیازهای پیچیده و عظیم پردازش گرافیکی و فراهم کردن برنامه های کارآمد کدگذاری ویدئو ، به فضای بیشتری نیاز دارد. با این حال ، عملکرد قوی به معنای مصرف بیشتر انرژی است ، GPU های مستقل به منبع تغذیه اضافی نیاز دارند و هزینه آن نیز بیشتر است.
با توجه به نوع ترمینال برنامه ، می توان آن را به pcgpu ، GPU سرور و GPU موبایل تقسیم کرد. Pcgpu روی رایانه اعمال می شود. با توجه به موقعیت محصول آن ، می توان از GPU یکپارچه یا GPU مستقل استفاده کرد. به عنوان مثال ، اگر رایانه شخصی به طور عمده دفتر و ویرایش متن سبک باشد ، محصول عمومی GPU یکپارچه را انتخاب می کند. اگر رایانه شخصی نیاز به تولید تصاویر با کیفیت بالا ، ویرایش فیلم ها ، ارائه بازی ها و غیره داشته باشد ، محصول انتخاب شده دارای یک GPU مستقل است. GPU سرور روی سرورها اعمال می شود که می تواند برای تجسم حرفه ای ، شتاب محاسبات ، یادگیری عمیق و سایر برنامه ها استفاده شود. با توجه به توسعه یک سری فن آوری ها مانند رایانش ابری و هوش مصنوعی ، GPU سرور به طور عمده GPU مستقل خواهد بود. ترمینال موبایل نازک و نازک تر می شود و فضای خالص داخلی ترمینال به دلیل افزایش چندین ماژول عملکرد به سرعت کاهش می یابد. در عین حال ، تا آنجا که ویدیو و تصویر باید توسط ترمینال تلفن همراه پردازش شوند ، GPU یکپارچه توانسته است الزامات را برآورده کند. بنابراین ، GPU موبایل به طور کلی GPU یکپارچه را تصویب می کند.
X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy