本文摘要：图形处理器（英语：GraphicsProcessingUnit，简写：gpu），又称表明核心、视觉处理器、表明芯片，是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备（如平板电脑、智能手机等）上图像运算工作的微处理器。

图形处理器（英语：GraphicsProcessingUnit，简写：gpu），又称表明核心、视觉处理器、表明芯片，是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备（如平板电脑、智能手机等）上图像运算工作的微处理器。　　用途是将计算机系统所必须的显示信息展开切换驱动，并向显示器获取行扫瞄信号，掌控显示器的准确表明，是相连显示器和个人电脑主板的最重要元件，也是人机对话的最重要设备之一。

显示卡作为电脑主机里的一个最重要组成部分，分担输入表明图形的任务，对于专门从事专业图形设计的人来说显示卡十分最重要。　　gpu由于历史原因，是为了视频游戏而产生的（至今其主要驱动力还是大大快速增长的视频游戏市场），在三维游戏中经常经常出现的一类操作者是对海量数据展开完全相同的操作者，如：对每一个顶点展开某种程度的坐标变换，对每一个顶点按照某种程度的光照模型计算出来颜色值。　　gpu的众核架构非常适合把某种程度的指令流分段发送到众核上，使用有所不同的输出数据继续执行。

在2003-2004年左右，图形学之外的领域专家开始注意到gpu与众不同的计算能力，开始尝试把gpu用作标准化计算出来（即GPgpu）。之后NVIDIA公布了CUDA，amd和等公司也公布了OpenCL，gpu开始在标准化计算出来领域获得广泛应用，还包括：数值分析，海量数据处置（排序，Map-Reduce等），金融分析等等。　　简而言之，当程序员为cpu编写程序时，他们偏向于利用简单的逻辑结构优化算法从而增加计算出来任务的运行时间，即Latency。

当程序员为gpu编写程序时，则利用其处置海量数据的优势，通过提升总的数据吞吐量（Throughput）来掩饰Lantency。目前，cpu和gpu的区别正在渐渐增大，因为gpu也在处置点状任务和线程间通信方面有了突飞猛进的变革。

另外，功耗问题对于gpu比cpu更加相当严重。　　gpu是显示卡的心脏，也就相等于cpu在电脑中的起到，它要求了该显示卡的档次和大部分性能，同时也是2D显示卡和3D显示卡的区别依据。　　2D表明芯片在处置3D图像和特效时主要倚赖cpu的处置能力，称作硬加快。3D表明芯片是将三维图像和特效处置功能集中于在表明芯片内，也即所谓的硬件加速功能。

表明芯片一般来说是显示卡上仅次于的芯片（也是插槽最少的）。gpu使显示卡增加了对cpu的倚赖，并展开部分原本cpu的工作，特别是在是在3D图形处理时。gpu所使用的核心技术有硬体TL、立方环境材质图形和顶点混合、纹理传输和凹凸同构图形、双重纹理四像素256位图形引擎等，而硬体TL技术可以说道是gpu的标志。　　gpu工作原理-工作原理　　非常简单的说道gpu就是需要从硬件上反对TL（TransformandLighTIng，多边形切换与光源处置）的表明芯片，因为TL是3D图形中的一个最重要部分，其起到是计算出来多边形的3D方位和处置动态光线效果，也可以称作几何处置。

一个好的TL单元，可以获取精细的3D物体和高级的光线特效；只不过大多数PC中，TL的大部分运算是交由cpu处置的（这就也就是所谓的软件TL），由于cpu的任务多样，除了TL之外，还要做到内存管理、输出号召等非3D图形处理工作，因此在实际运算的时候性能不会大打折扣，经常经常出现显示卡等候cpu数据的情况，其运算速度近跟上今天简单三维游戏的拒绝。即使cpu的工作频率多达1GHz或更高，对它的协助也并不大，由于这是PC本身设计导致的问题，与cpu的速度无太大关系。

　　gpu图形处理，可以大体分为5个步骤，如下图箭头的部分。分别为vertexshader、primiTIveprocessing、rasterisaTIon、fragmentshader、tesTIngandblending。

　　　　第一步，vertexshader。是将三维空间中数个（x，y，z）顶点放入gpu中。

在这一步骤中，电脑不会在内部模拟出一个三维空间，并将这些顶点摆放在这一空间内部。接着，投影在同一平面上，也是我们将看见的画面。同时，存下各点距离投影面的垂直距离，以便做到先前的处置。　　这个过程就看起来本地球观赏星星一般。

地球的天空，就看起来一个投影面，所有的星星，不管远近均投影在同一面上。本地球的我们，抬起头来观赏星星，分不出星星的远近，不能辨别出有亮度。gpu所投影出有的结果，和这个情况类似于。

　　　　从地球所看见的星空，星星就看起来投影到一球面上，除非用于尤其的仪器，不然分不出星星和地球的距离　　第二步，primitiveprocessing。是将涉及的点链接在一起，以构成图形。

在一开始输出数个顶点转入gpu时，程序不会尤其注记哪些点是必须人组在一起，以构成一线或面。就看起来看星座的时候一样，将涉及连的星星连一起，构成特定的图案。　　第三步，rasterisation。

因为电脑的屏幕是由一个又一个的像素构成，因此，必须将一条倒数的直线，用于绘图的演算法，以方格绘制该直线。图形也是以此方式，再行标示边线，再行用方格填充整个平面。

　　第四步，fragmentshader。将格得道后的图形着上颜色。所需着上的颜色也是于输出时之后被注记。

在游玩游戏时，这一步非常花费gpu的计算资源，因为光影的效果、物体表面材质均是在这一步展开，这些计算出来要求着游戏画面的细致程度。因此在游玩游戏时，徵低游戏画面品质大幅度减少这一步的计算出来开销，减少游戏品质。

　　　　将一个三角形，用方格呈现出近似于完整图案，并着上颜色。一块又一块的方格，就是显示器上的像素　　最后一步，testingandblending。乃是将第一步所取得的投影垂直距离放入，和第四步的结果一起做到最后处置。

在除去被不会被其他较近距离的物体阻挡的物体后，让只剩的图形放入gpu的输入内存。之后，结果之后不会被送往电脑屏幕显示。

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