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          GPU 和顯卡是什么關(guān)系?

          共 1729字,需瀏覽 4分鐘

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          2021-05-02 20:02

          本文轉(zhuǎn)自:深度學習這件小事

            
          什么是顯卡?

          顯卡(Video card,Graphics card)全稱顯示接口卡,又稱顯示適配器,是計算機最基本配置、最重要的配件之一。就像電腦聯(lián)網(wǎng)需要網(wǎng)卡,主機里的數(shù)據(jù)要顯示在屏幕上就需要顯卡。因此,顯卡是電腦進行數(shù)模信號轉(zhuǎn)換的設(shè)備,承擔輸出顯示圖形的任務。具體來說,顯卡接在電腦主板上,它將電腦的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號讓顯示器顯示出來

          原始的顯卡一般都是集成在主板上,只完成最基本的信號輸出工作,并不用來處理數(shù)據(jù)。隨著顯卡的迅速發(fā)展,就出現(xiàn)了GPU的概念,顯卡也分為獨立顯卡和集成顯卡(見附1)。

           什么是GPU?

          GPU這個概念是由Nvidia公司于1999年提出的。GPU是顯卡上的一塊芯片,就像CPU是主板上的一塊芯片。那么1999年之前顯卡上就沒有GPU嗎?當然有,只不過那時候沒有人給它命名,也沒有引起人們足夠的重視,發(fā)展比較慢。

          自Nvidia提出GPU這個概念后,GPU就進入了快速發(fā)展時期。簡單來說,其經(jīng)過了以下幾個階段的發(fā)展:

          1)僅用于圖形渲染,此功能是GPU的初衷,這一點從它的名字就可以看出:Graphic Processing Unit,圖形處理單元;

          2)后來人們發(fā)現(xiàn),GPU這么一個強大的器件只用于圖形處理太浪費了,它應該用來做更多的工作,例如浮點運算。怎么做呢?直接把浮點運算交給GPU是做不到的,因為它只能用于圖形處理(那個時候)。最容易想到的,是把浮點運算做一些處理,包裝成圖形渲染任務,然后交給GPU來做。這就是GPGPU(General Purpose GPU)的概念。不過這樣做有一個缺點,就是你必須有一定的圖形學知識,否則你不知道如何包裝。

          3)于是,為了讓不懂圖形學知識的人也能體驗到GPU運算的強大,Nvidia公司又提出了CUDA的概念。

          什么是CUDA?

          CUDA(Compute Unified Device Architecture),通用并行計算架構(gòu),是一種運算平臺。它包含CUDA指令集架構(gòu)以及GPU內(nèi)部的并行計算引擎。你只要使用一種類似于C語言的CUDA C語言,就可以開發(fā)CUDA程序,從而可以更加方便的利用GPU強大的計算能力,而不是像以前那樣先將計算任務包裝成圖形渲染任務,再交由GPU處理。

          注意,并不是所有GPU都支持CUDA。

          CPU和GPU的關(guān)系

          在沒有GPU之前,基本上所有的任務都是交給CPU來做的。有GPU之后,二者就進行了分工,CPU負責邏輯性強的事物處理和串行計算,GPU則專注于執(zhí)行高度線程化的并行處理任務(大規(guī)模計算任務)。為什么這么分工?這是由二者的硬件構(gòu)成決定的。

          可以看出,CPU是“主(host)”而GPU是“從(device)”,GPU無論發(fā)展得多快,都只能是替CPU分擔工作,而不是取代CPU。

          附1:獨立顯卡和集成顯卡的區(qū)別。

          所謂集成,是指顯卡集成在主板上,不能隨意更換。而獨立顯卡是作為一個獨立的器件插在主板的AGP接口上的,可以隨時更換升級。

          另外,集成顯卡使用物理內(nèi)存,而獨立顯卡有自己的顯存。一般而言,同期推出的獨立顯卡的性能和速度要比集成顯卡好、快。

          值得一提的是,集成顯卡和獨立顯卡都是有GPU的。

          附2:Nvidia顯卡分類。

          GeForce系列:家庭娛樂。打游戲必備;

          Quadro系列:專業(yè)繪圖設(shè)計。視頻渲染,經(jīng)常使用3ds Max、Maya等軟件的必備。

          Tesla系列:高端顯卡,用于大規(guī)模的并行計算。土豪必備。

          另外,目前比較流行的物理引擎PhysX,并不是所有顯卡都支持。官方文檔上說GeForce 8及之后的顯卡都支持。

          結(jié)束語:

          CUDA只是一種并行計算架構(gòu),相關(guān)的概念還有OpenCL、OpenMP等。


           End 


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