Grafický procesor ( anglicky graphics processing unit , GPU ) – samostatné zařízení osobního počítače nebo herní konzole , které provádí grafické vykreslování ; na počátku 21. století se grafické procesory začaly široce používat v jiných zařízeních: tabletové počítače, vestavěné systémy, digitální televizory.
Moderní GPU jsou velmi efektivní při zpracování a zobrazování počítačové grafiky , díky jejich specializované pipeline architektuře jsou mnohem efektivnější při zpracování grafických informací než typická centrální procesorová jednotka .
Grafický procesor v moderních grafických adaptérech se používá jako trojrozměrný grafický akcelerátor .
Může být použit jak jako součást diskrétní grafické karty , tak v integrovaných řešeních (vestavěných v severním můstku nebo v hybridním procesoru ).
Charakteristické vlastnosti ve srovnání s CPU jsou:
Vysoký výpočetní výkon GPU je způsoben zvláštnostmi architektury. Moderní CPU obsahují malý počet jader (ve srovnání s GPU), zatímco GPU bylo původně navrženo jako vícevláknová struktura s mnoha jádry. Rozdíl v architektuře určuje rozdíl v principech fungování. Pokud architektura CPU předpokládá sekvenční zpracování informací, pak byl GPU historicky určen pro zpracování počítačové grafiky, proto je určen pro masivně paralelní výpočty [1] .
Každá z těchto dvou architektur má své vlastní přednosti. CPU pracuje lépe se sekvenčními úkoly. Při velkém množství zpracovávaných informací má GPU zjevnou výhodu. Existuje pouze jedna podmínka - úloha musí mít paralelismus.
GPU již dosáhly bodu vývoje, kdy lze s jejich pomocí snadno vyřešit mnoho praktických výpočetních úloh a rychleji než na vícejádrových systémech. Budoucí výpočetní architektury se stanou hybridními systémy s GPU skládajícími se z paralelních jader a pracujícími ve spojení s vícejádrovými CPU [2]
Původní text (anglicky)[ zobrazitskrýt] GPU se vyvinuly do bodu, kdy se na nich snadno implementuje mnoho aplikací v reálném světě a běží výrazně rychleji než na vícejádrových systémech. Budoucí výpočetní architektury budou hybridní systémy s paralelními GPU pracujícími v tandemu s vícejádrovými CPU [3] .Profesor Jack Dongarra , ředitel, Tennessee State University Computing Innovation Laboratory, 2011
Moderní modely grafických procesorů (jako součást grafického adaptéru) lze plně využít pro obecné výpočty (viz GPGPU ). Příkladem jsou čipy 5700XT (od AMD ) nebo GTX 1660 Super (od nVidie ).
Externí grafický procesor je jednotka grafického zpracování umístěná mimo skříň počítače. Externí GPU se někdy používají ve spojení s přenosnými počítači. Notebooky mohou mít velké množství paměti s přímým přístupem (RAM) a poměrně výkonnou centrální procesorovou jednotku (CPU), ale často jim chybí výkonný grafický procesor, který je nahrazen méně výkonným, ale energeticky úspornějším integrovaným grafickým čipem. Integrované grafické čipy obvykle nejsou dostatečně výkonné na hraní nejnovějších her nebo jiných graficky náročných úloh, jako je střih videa.
Proto je žádoucí mít možnost připojit GPU k nějaké externí sběrnici notebooku. PCI Express je jediná běžně používaná sběrnice pro tento účel. Port může být například ExpressCard nebo mPCIe port (PCIe × 1, až 5, resp. 2,5 Gb/s) nebo Thunderbolt 1, 2 nebo 3 port (PCIe × 4, až 10, 20 nebo 40 Gb / s). Tyto porty jsou dostupné pouze pro některé notebooky. [4] [5]
Externí GPU se moc netěšily oficiální podpoře výrobců. To však nadšencům nezabránilo v implementaci vylepšení eGPU.
Na softwarové úrovni používá video procesor jedno nebo druhé rozhraní pro programování aplikací (API) pro organizaci výpočtů (výpočty trojrozměrné grafiky ).
Nejstarší akcelerátory používaly Glide , 3D grafické API vyvinuté společností 3dfx Interactive pro grafické karty založené na proprietárních GPU Voodoo Graphics.
Generace akcelerátorů ve grafických kartách lze počítat podle verzí DirectX a OpenGL , které podporují.
Viz také : ovladač videa .
| Technologie digitálních procesorů | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Architektura | |||||||||
| Architektura instrukční sady | |||||||||
| strojové slovo | |||||||||
| Rovnoběžnost |
| ||||||||
| Implementace | |||||||||
| Komponenty | |||||||||
| Řízení spotřeby | |||||||||
| Grafika a produkty AMD (ATI) | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
srovnání GPU _ |
| ||||||||
| jiný |
| ||||||||
| Nvidia | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| GPU ( srovnání ) _ |
| ||||||||||
| Čipové sady základní desky ( srovnání ) _ |
| ||||||||||
| jiný |
| ||||||||||