GPU

GPU,全称为图形处理单元(Graphics Processing Unit),是一种专用于处理图形和图像计算的处理器。起初,GPU主要用于图形渲染,但随着计算需求的增加,尤其是在科学计算、深度学习和其他并行计算领域,GPU的通用计算能力逐渐受到重视。

GPU相对于传统的中央处理单元(CPU)在设计上有一些显著的区别。CPU更适用于处理通用的控制流任务,而GPU则专注于高度并行的数据处理。GPU通常拥有大量的小型处理单元,被设计成能够同时处理大量相似的任务,例如图形渲染中的像素计算或深度学习中的矩阵运算。

总体而言,GPU在图形处理领域的成功应用和对并行计算需求的响应使其逐渐演变成为通用计算设备,广泛用于加速各种科学和工程计算应用。

回顾:GPU的工作原理

除了 CPU(中央处理器)以外,SoC(System On a Chip:片上系统)另一个重要的组成部分是图像处理单元(Graphical Processing Unit),就是俗称的 GPU。大家或许都知道玩 3D 游戏少不了它,但具体发挥什么作用也许说不清楚,这回我们就来揭开 GPU 的神秘面纱。

GPU的另一个重要参数——浮点计算能力

GPU的另一个重要参数是浮点计算能力。浮点计数是利用浮动小数点的方式使用不同长度的二进制来表示一个数字,与之对应的是定点数。同样的长度下浮点数能表达的数字范围相比定点数更大,但浮点数并不能精确表达所有实数,而只能采用更加接近的不同精度来表达。

为什么GPU计算能力如此强悍?

本文对CPU与GPU中的逻辑架构进行了对比。其中Control是控制器、ALU算术逻辑单元、Cache是cpu内部缓存、DRAM就是内存。GPU设计者将更多的晶体管用作执行单元,而不是像CPU那样用作复杂的控制单元和缓存。从实际来看,CPU芯片空间的5%是ALU,而GPU空间的40%是ALU。这也是导致GPU计算能力超强的原因。