GPU

Diagramma a blocchi della GPU

Processore grafico ( unità di elaborazione grafica inglese  , GPU ): un dispositivo separato di un personal computer o console di gioco che esegue il rendering grafico ; all'inizio degli anni 2000, i processori grafici hanno iniziato ad essere ampiamente utilizzati in altri dispositivi: tablet computer, sistemi embedded, TV digitali.

Le moderne GPU sono molto efficienti nell'elaborazione e nella visualizzazione della grafica del computer , grazie alla loro architettura di pipeline specializzata, sono molto più efficienti nell'elaborazione delle informazioni grafiche rispetto a una tipica unità di elaborazione centrale .

Il processore grafico nelle moderne schede video viene utilizzato come acceleratore grafico tridimensionale .

Può essere utilizzato sia come parte di una scheda video discreta , sia in soluzioni integrate (embedded nel North Bridge o nel processore ibrido ).

Descrizione

GPU nVidia GeForce 3 Ti 200

GPU Matrox Parhelia

GPU GeForce 6600GT (NV43).

Le caratteristiche distintive rispetto alla CPU sono:

• architettura , finalizzata al massimo ad aumentare la velocità di calcolo di texture e oggetti grafici complessi;
• insieme limitato di comandi .

L'elevata potenza di calcolo della GPU è dovuta alle peculiarità dell'architettura. Le moderne CPU contengono un numero ridotto di core (rispetto alle GPU), mentre la GPU è stata originariamente progettata come una struttura multi-thread con molti core. La differenza nell'architettura determina la differenza nei principi di funzionamento. Se l'architettura della CPU presuppone l'elaborazione sequenziale delle informazioni, allora la GPU è stata storicamente concepita per l'elaborazione della computer grafica, quindi è progettata per l'elaborazione massicciamente parallela .

Ognuna di queste due architetture ha i suoi meriti. La CPU funziona meglio con le attività sequenziali. Con una grande quantità di informazioni in elaborazione, la GPU ha un ovvio vantaggio. C'è solo una condizione: l'attività deve avere parallelismo.

Le GPU hanno già raggiunto il punto di sviluppo in cui molte attività pratiche di elaborazione possono essere facilmente risolte con il loro aiuto e più velocemente rispetto ai sistemi multi-core. Le future architetture di elaborazione diventeranno sistemi ibridi con GPU costituite da core paralleli e funzionanti in combinazione con CPU multi-core

Testo originale  (inglese)[ mostranascondere]

Le GPU si sono evolute al punto che molte applicazioni del mondo reale sono facilmente implementabili su di esse e funzionano molto più velocemente rispetto ai sistemi multi-core. Le future architetture di calcolo saranno sistemi ibridi con GPU a core parallelo che lavorano in tandem con CPU multi-core .

Professor Jack Dongarra , Direttore, Laboratorio di innovazione informatica della Tennessee State University, 2011

I moderni modelli di processori grafici (come parte di una scheda video) possono essere completamente utilizzati per l'informatica generale (vedi GPGPU ). Esempi di questi sono i chip 5700XT (di AMD ) o la GTX 1660 Super (di nVidia ).

Unità di elaborazione grafica esterna (eGPU)

Un processore grafico esterno è un'unità di elaborazione grafica situata all'esterno del case del computer. Le GPU esterne vengono talvolta utilizzate insieme ai computer portatili. I laptop possono avere una grande quantità di memoria ad accesso casuale (RAM) e un'unità di elaborazione centrale (CPU) abbastanza potente, ma spesso mancano di un potente processore grafico, che viene sostituito da un chip grafico integrato meno potente ma più efficiente dal punto di vista energetico. I chip grafici integrati di solito non sono abbastanza potenti per giocare ai giochi più recenti o ad altre attività ad alta intensità grafica come l'editing video.

Pertanto, è auspicabile poter collegare la GPU a un bus laptop esterno. PCI Express è l'unico bus comunemente usato per questo scopo. La porta può essere, ad esempio, una porta ExpressCard o mPCIe (PCIe × 1, fino a 5 o 2,5 Gb/s rispettivamente) o una porta Thunderbolt 1, 2 o 3 (PCIe × 4, fino a 10, 20 o 40 Gb / s rispettivamente). Queste porte sono disponibili solo per alcuni laptop.

Le GPU esterne non hanno goduto di molto supporto ufficiale del fornitore. Tuttavia, ciò non ha impedito agli appassionati di implementare modifiche all'eGPU.

Storia

Vedi anche: Scheda video , Controller video e Sprite (computer grafica)

Software

A livello software, il processore video utilizza l'una o l'altra interfaccia di programmazione dell'applicazione (API) per l'organizzazione dei calcoli ( calcoli grafici tridimensionali ).

I primi acceleratori utilizzavano Glide  , un'API grafica 3D sviluppata da 3dfx Interactive per schede grafiche basate sulle GPU proprietarie di Voodoo Graphics.

Le generazioni di acceleratori nelle schede video possono essere contate in base alle versioni di DirectX e OpenGL che supportano.

Vedi anche : driver video .

Vedi anche

• Confronto di GPU AMD
• Confronto di GPU NVIDIA
• GPPU
• OpenCL
• CUDA

AMD

• TeraScale (microarchitettura)
• Nucleo grafico Avanti
• RDNA (microarchitettura)

NVIDIA

• Tesla (microarchitettura)
• Fermi
• Keplero (microarchitettura)
• Maxwell (microarchitettura)
• Pascal (microarchitettura)
• Volta
• Turing (microarchitettura)
• Ampere (microarchitettura)

Collegamenti

• Prodotti di grafica desktop AMD Radeon
• Sito Web ufficiale di NVIDIA Archiviato il 25 novembre 2007 su Wayback Machine
• Note marginali. Qual è più veloce, CPU o GPU? Archiviato il 1 ottobre 2009 in Wayback Machine // 3DNews , 27 settembre 2009