什么是圖形卡？

視頻卡（圖形卡）是顯示接口卡的全名，也稱為顯示適配器，是計算機最基本的配置和最重要的附件之一。就像計算機需要網(wǎng)卡進行聯(lián)網(wǎng)一樣，主機中的數(shù)據(jù)也需要圖形卡才能顯示在屏幕上。因此，圖形卡是執(zhí)行數(shù)模信號轉(zhuǎn)換并承擔輸出和顯示圖形任務的計算機。具體來說，該圖形卡已連接到計算機主板，并將計算機的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號以供顯示器顯示。

原始圖形卡通常集成在主板上，僅完成最基本的信號輸出工作，而不用于處理數(shù)據(jù)。隨著圖形卡的飛速發(fā)展，GPU的概念應運而生。圖形卡也分為獨立圖形卡和集成圖形卡（請參閱附件1)。

什么是GPU？

GPU的概念由Nvidia于1999年提出。GPU是圖形卡上的芯片，就像CPU是主板上的芯片一樣。那么在1999年之前，顯卡上是否沒有GPU？當然有，但是當時沒有人給它命名，也沒有引起人們的足夠重視，并且它的發(fā)展還比較緩慢。

自從Nvidia提出GPU的概念以來，GPU進入了快速發(fā)展的時期。簡而言之，它經(jīng)歷了以下發(fā)展階段：

1)僅用于圖形渲染，此功能是GPU的初衷，從其名稱可以看出：圖形處理單元，圖形處理單元；

2)后來，人們發(fā)現(xiàn)GPU（僅用于圖形處理的功能強大的設(shè)備）太浪費了。應該使用它來做更多的工作，例如浮點運算。如何執(zhí)行將浮點運算直接交給GPU是不可能的，因為它只能用于圖形處理（當時）。最容易想到的是對浮點算法進行一些處理，將其打包到圖形渲染任務中，然后將其移交給GPU進行處理。這就是GPGPU（通用GPU）的概念。但是，這樣做有一個缺點，那就是您必須具有一定的圖形知識，否則您將不知道如何打包。

3)因此，為了使不了解圖形的人體驗到GPU計算的功能，Nvidia提出了CUDA的概念。

什么是CUDA？

CUDA（計算統(tǒng)一設(shè)備體系結(jié)構(gòu)）是一種通用的并行計算體系結(jié)構(gòu)，是一種計算平臺。它包括CUDA指令集體系結(jié)構(gòu)和GPU內(nèi)的并行計算引擎。只要您使用類似于C語言的CUDA C語言，就可以開發(fā)CUDA程序，以便可以更方便地使用GPU的強大計算能力，而不是像以前一樣將計算任務打包到圖形渲染任務中，然后交給他們。通過GPU處理。

請注意，并非所有GPU都支持CUDA。

CPU與GPU之間的關(guān)系

在有了GPU之前，基本上所有任務都移交給了CPU。有了GPU，兩者就可以分工了。 CPU負責邏輯事務處理和串行計算，而GPU則專注于執(zhí)行高度線程化的并行處理任務（計算任務）。為什么會有這樣的分工？這取決于兩者的硬件組成。

可以看出，CPU是“主機”，GPU是“設(shè)備”。無論GPU的發(fā)展速度如何，它只能為CPU分擔工作，而不能更換CPU。

附件1：離散圖形和集成圖形之間的區(qū)別。

所謂的集成是指圖形卡集成在主板上，不能隨意更換。獨立顯卡作為獨立設(shè)備插入主板的AGP接口，可以隨時更換和升級。

此外，集成顯卡使用物理內(nèi)存，而獨立顯卡具有自己的視頻內(nèi)存。一般來說，同一時期內(nèi)推出的獨立顯卡的性能和速度要比集成顯卡更好，更快。

值得一提的是，集成圖形和離散圖形都具有GPU。

附件2：Nvidia顯卡分類。

GeForce系列：家庭娛樂。玩游戲必不可少的

Quadro系列：的圖形設(shè)計。視頻渲染是3ds Max，Maya和其他軟件的頻繁使用所必需的。

Tesla系列：用于并行計算的高端圖形卡。土豪必備。

此外，并非所有圖形卡都支持更流行的物理引擎PhysX。官方文件說，支持GeForce 8和更高版本的顯卡。

結(jié)論：

CUDA只是一個并行計算體系結(jié)構(gòu)，相關(guān)概念包括OpenCL，OpenMP等。我們將在下一期中介紹它。

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