通俗易懂,GPU的发展和理解

我要买GTR!我也要买黑神话!

从文档处理到游戏娱乐,从数据分析到科学计算,不论是集显还是独显,我都喜欢它。

GPU,全名是“图形处理器单元”,与中央处理器(CPU)不同,GPU更擅长处理大量的数据,而不是更复杂的逻辑和算法。

它最初是为了加速计算机图形渲染(如3D游戏中的图像生成)而发明,但如今已扩展到通用计算领域,如机器学习、科学模拟和视频编辑。简单来说,GPU就像一个“并行计算工厂”,能够同时处理数千个简单但重复的任务,而非像CPU那样逐一处理复杂逻辑。

时间阶段

关键事件与技术

代表产品/公司

意义与影响

1980s:图形显示阶段

引入基本2D显示适配器,支持文本和简单图形。VGA标准确立(1987年)。

IBM 5150(MDA/CGA/EGA)、VGA标准

从CPU主导图形转向专用硬件,奠定PC图形基础。

1980s末-1990s初:2D/部分3D加速

硬件加速2D图元绘制;1994年首款PC 3D芯片,支持高氏着色、深度缓冲。标准如OpenGL/DirectX出现。

S3 86C911、3Dlabs Glint 300 SX

减轻CPU负担,推动3D游戏兴起,但加速不统一。

1990s后期:固定管线GPU时代

1999年首次提出“GPU”概念,集成硬件T&L(变换与光照)和Shader雏形。DirectX 8引入可编程Shader。

NVIDIA GeForce 256(首款GPU)

标志GPU独立诞生,NVIDIA从小型厂商崛起,主导3D游戏市场。

2000s初:统一渲染架构

DirectX 10统一Shader模型,避免资源浪费;2006年引入GPGPU概念。

ATI Xenos(XBOX 360)、NVIDIA GeForce 8800 GTX (G80)

GPU从固定功能转向多用途,提高利用率;CUDA发布,开启通用计算。

2010s:GPGPU与AI时代

2012年AlexNet在GPU上训练,击败ImageNet竞赛;GPU用于挖矿和科学模拟。

NVIDIA Tesla系列、Volta V100

AI爆发,GPU取代CPU成为HPC主角;以太坊挖矿高峰(2017-2021)凸显并行能力。

2020s至今:AI与光追融合

引入Tensor Core和RT Core,支持低精度AI运算和实时光线追踪;Blackwell架构(2024)进一步优化。

NVIDIA RTX 2080 (Turing)、H100/Blackwell

GPU主导AI基础设施(如ChatGPT训练),市值万亿NVIDIA;未来趋势:存算一体、高清渲染、嵌入式应用。

GPU负责那些复杂的图形和计算任务。想象一下,如果把计算机比作一座工厂,CPU就是那主打全面工作的厂长,处理各种繁琐的事务,而GPU则是那一批专注高效的技术工人,专门负责大规模的图形处理和复杂计算。

所以如果你做CPU,有可能忙到最后一事无成,而如果做GPU,你一定在某个方面有进展和积累。

GPU拥有成千上万个小型的处理核心,这些核心就像是工厂里的流水线工人,可以同时进行大量的工作。不同于CPU那几颗强大的核心,GPU的这些小核心擅长并行处理。

拿游戏来说吧,你在屏幕上看到的每一帧画面,每一个细节,都是GPU快速计算的结果。它要处理的可不仅仅是简单的图像,而是三维的光影、纹理、颜色,每一处细节都得经过它的精心打磨。

所以,GPU只能算图像么?

人工智能(AI),加密货币挖矿,除了GPU,别无其他。

AI的训练过程,就像是让机器学习知识,这个过程需要处理大量的数据,计算复杂的数学模型。GPU的并行计算能力正好符合这个需求。

想象一下,训练一个深度学习模型就像是在进行一场大规模的考试,传统的CPU就像一个一个独立的考生,虽然也能完成,但速度慢得让人着急。而GPU呢?就像是一大群考生同时进行考试,效率高得多。通过GPU,AI模型的训练可以大幅加快,这也让许多先进的AI技术能够迅速发展。

加密货币挖矿。加密货币的挖矿过程需要解密复杂的数学问题,才能获取新的币。这些数学问题的计算量非常庞大,传统的CPU处理起来慢得不堪,而GPU在这里则表现得淋漓尽致。GPU的强大并行处理能力,让它能够在挖矿过程中快速解决这些难题。每一轮计算,就像是开采矿石的工人,GPU在这其中的作用,简直就是加密货币世界的基石。

盗墓的人选择用洛阳铲,挖矿的人选择了GPU,人类选择工具的智慧,一如既往。

不同的GPU也有不同的角色和特点。集成显卡(Integrated GPU)就像是工厂里的基础工人,处理一些简单的任务;独立显卡(Dedicated GPU)则是那些专业的技术工人,能够处理更复杂的任务;而专业显卡(Professional GPU)则是那些顶级专家,专注于某一领域的高端计算。

选择适合的GPU,就像是挑选工厂里的工人,要根据具体的需求来定。如果你喜欢玩游戏,追求画质和流畅度,那独立显卡无疑是最佳选择;如果你从事AI研究或加密货币挖矿,专业显卡则能提供强大的支持。

安装和维护GPU也不复杂。安装时,只需将显卡正确插入主板的插槽,并连接好电源线和数据线,注意避免静电损伤。使用时,要定期清理灰尘,保持良好的散热环境,这样才能让它保持最佳状态。

GPU更像那些静静地做着伟大的事情的,无名英雄。

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通俗易懂,GPU的发展和理解
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作者
Younger
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