GPU 工 作 原 理 简 介 计 算 机 0601 沈 凯 杰 【 引 言 】 在 GPU 出 现 以 前 ， 显 卡 和 CPU 的 关 系 有 点 像 “ 主 仆 ”， 简 单 地 说 这 时 的 显 卡 就 是 画 笔 ， 根 据 各 种 有 CPU 发 出的 指 令 和 数 据 进 行 着 色 ， 材 质 的 填 充 、 渲 染 、 输 出 等 。 较 早 的 娱 乐 用 的3D 显 卡 又 称 “ 3D 加 速 卡 ”， 由 于 大 部 分 坐 标 处 理 的 工 作 及 光 影 特 效 需 要 由 CPU 亲 自 处 理 ，占 用 了 CPU 太 多 的 运 算 时 间 ， 从 而 造 成 整 体 画 面 不 能 非 常 流 畅 地 表 现 出 来 。 例 如 ， 渲 染 一 个 复 杂 的 三 维 场 景 ， 需 要 在 一 秒 内 处 理 几 千 万 个 三 角形顶点 和 光 栅化几 十亿的 像 素。 早 期的3D 游戏， 显 卡 只是 为屏幕上显 示像 素提供一 个 缓存， 所有 的 图形处 理 都是 由 CPU 单 独完成 。 图形渲 染 适合并行 处 理 ， 擅长于 执行 串行 工 作 的CPU 实际上难以 胜任这 项任务。 所以 ， 那时 在 PC 上实时 生成 的 三 维 图像都很粗糙。 不 过在 某种 意义上， 当时 的 图形绘制倒是 完全可编程的 ， 只是 由CPU 来 担纲此项重任， 速 度上实在 是 达不 到要 求。 随着 时 间 的 推移， CPU 进 行 各 种 光 影 运 算 的 速 度变得越来 越无法满足游戏开发 商的 要 求， 更多 多 边形以 及特 效 的 应用 榨干了 几 乎所有 的 CPU 性能 ， 矛盾产生了 ······ 【 目录】 第一 章．GPU 的 诞生 3.1 GPU 中数 据 的 处 理 流 程 3.2 CPU 与 GPU 的 数 据 处 理 关 系 3.3 传统 GPU 指 令 的 执行 3.4 GPU 的 多 线程及 并行 计 算 3.4.1 多 线程机 制 3.4.2 并行 计 算 第二章．GPU 的 结构 第三 章．GPU 的 工 作 原 理 第四章．GPU 未来 的 展望 4.1 GPU 能 否包办一 切 4.2 GPU 时 代即将到来 【 正文】 第一 章．GPU 的 诞生 NVIDIA 公司在 1999 年 8 月 31 日发 布 GeForce 256 图形处 理 芯片时 首先提出 GPU 的 概念。 GPU 之所以...
