个人电脑的主宰者

伴随着网络游戏产业的迅猛发展和在线视频的迅速兴起,用户对计算机的图形和动画处理能力提出了越来越高的要求。他们要玩复杂的三维(3D)游戏,要播放全高清视频,还要同时运行多个窗口。 这一切都对显卡提出了更高的要求,于是,新一代显卡开始有了自己的“心脏”――GP
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  伴随着网络游戏产业的迅猛发展和在线视频的迅速兴起,用户对计算机的图形和动画处理能力提出了越来越高的要求。他们要玩复杂的三维(3D)游戏,要播放全高清视频,还要同时运行多个窗口。


  这一切都对显卡提出了更高的要求,于是,新一代显卡开始有了自己的“心脏”――GPU(GraphicProcessingUnit)图形处理芯片。GPU对于显卡来说就相当于CPu在电脑中的作用,它是能够从硬件上支持T&L(TransformandLighting,也可以称为“几何处理”,是3D渲染中的一个重要部分,其作用是计算多边形的3D位置和处理动态光线效果)的显示芯片,同时也是2D显示卡和3D显示卡的区别依据。


  2D时代,很多显示运算都需要由CPU来完成,人们一般称之为“软加速”。不过由于CPU任务繁多,除了显示之外,还要做内存管理、输入响应等非3D图形处理工作,因此在实际运算的时候性能会大打折扣,常常出现显卡等待CPU数据的情况,其运算速度远跟不上今天复杂3D游戏的要求。即使CPU的工作频率超过1GHz或更高,对它的帮助也不大,这是由于PC本身设计造成的问题,与CPU的速度无太大关系。而具有GPU的3D显示芯片是将三维图像和特效处理功能集中在显示芯片内,实现所谓的“硬件加速”功能,从而从根本上解决图形运算的问题。


  不过,显示技术的发展并不会止步于GPU。英特尔高级副总裁帕特?基辛格在主题演讲中就提到在下一代视觉计算中,显卡产业已走到了尽头,取而代之的是可编程的显示计算通用架构芯片。视觉计算是一个将前沿技术、科学以及艺术融为一体的神奇领域。视觉计算的强大功能同时又使其成为一种创造工具,以及用于娱乐、探索和通信的平台。视觉计算技术突飞猛进的发展正在改变着全球各行各业,这些行业涵盖了游戏、电影、汽车、广告以及医药


  对于英特尔的这一说法,显卡界霸主英伟达(nVIDIA)并不认同,两者之间也就CPU和GPU究竟谁更强甚至谁取代谁进行了一场口水大战。


  实际上,因为设计的目标不同,当今的CPU和GPU功能上有本质的不同。作为通用处理器的CPU,顾名思义,它是负责通用任务的处理、加工、运算以及系统核心控制等等的。GPU设计的宗旨是实现图形加速,现在最主要的是实现3D图形加速,因此它的设计基本上是为3D图形加速的相关运算来优化的,今天GPU在计算机系统的作用已经从以前不显眼的角色上升到比较重要的位置,但主要还是辅助和分担CPU来执行3D图形加速方面的大量计算。


  因此,虽然CPU和GPU都是具有运算能力的芯片,但CPU更像“通才”――指令运算(执行)为重+数值运算,GPU更像“专才”――图形类数值计算为核心。CPU擅长的是操作系统、系统软件、应用程序、通用计算、系统控制等等;游戏中人工智能、物理模拟等等;3D建模一光线追踪渲染;虚拟化技术――抽象硬件,同时运行多个操作系统或者一个操作系统的多个副本等等。GPU擅长的是图形类矩阵运算,非图形类并行数值计算以及高端3D游戏。


  综上所述,在一台均衡计算的计算机系统中,CPU和GPU还是各司其职,除了图形运算,GPU将来可能主要集中在高效率低成本的高性能并行数值计算,帮助CPU分担这种类型的计算,提高系统这方面的性能。而当前的典型应用还是高端3D游戏,一个高效的GPU配合一个高效的CPU,3D游戏的整体效率才能得到保证。“高端3D游戏只需要高端显卡”或者“高端3D游戏只需要CPU”都是无稽之谈。有时候,合作才是竞争的最高境界。在主流市场,将来把GPU集成到CPU中是大势所趋,对于高端市场――如高端3D游戏应用,CPU+独立GPU的并存方案依然会延续很长时间。


  因此,现在去为GPU的未来下定论为时尚早,但是有一点是可以肯定的:视觉计算时代刚刚开始,未来的“视”界更精彩。作者:一帆,本文来自《个人电脑》杂志

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