Графічний процесор ( англ. graphics processing unit , GPU) - окремий пристрій персонального комп'ютера або ігрової приставки, що виконує графічний рендеринг. Сучасні графічні процесори дуже ефективно обробляють і відображають комп'ютерну графіку. Завдяки спеціалізованої конвеєрної архітектурі вони набагато ефективніше в обробці графічної інформації, ніж типовий центральний процесор. Графічний процесор в сучасних відеоадаптерах застосовується в якості прискорювача тривимірної графіки.

Може застосуються як у складі дискретної відеокарти, так і в інтегрованих рішеннях (вбудованих в північний міст або у гібридний процесор).


1. Опис

Відмінними особливостями в порівнянні з ЦП є:

Висока обчислювальна потужність GPU пояснюється особливостями архітектури. Якщо сучасні CPU містять кілька ядер (на більшості сучасних систем від 2 до 6, за станом на 2012 р.), графічний процесор спочатку створювався як многоядерная структура, в якій кількість ядер може досягати сотень. Різниця в архітектурі обумовлює і різницю в принципах роботи. Якщо архітектура CPU припускає послідовну обробку інформації, то GPU історично призначався для обробки комп'ютерної графіки, тому розрахований на масивно паралельні обчислення [1].

Кожна з цих двох архітектур має свої переваги. CPU краще працює з послідовними завданнями. При великому обсязі оброблюваної інформації очевидна перевага має GPU. Умова тільки одне - в задачі повинен спостерігатися паралелізм.

GPU вже досягли тієї точки розвитку, коли багато додатків реального світу можуть з легкістю виконуватися на них, причому швидше, ніж на багатоядерних системах. Майбутні обчислювальні архітектури стануть гібридними системами з графічними процесорами, що складаються з паралельних ядер і працюють у зв'язці з багатоядерними ЦП [2]
Оригінальний текст (Англ.)

GPUs have evolved to the point where many real-world applications are easily implemented on them and run significantly faster than on multi-core systems. Future computing architectures will be hybrid systems with parallel-core GPUs working in tandem with multi-core CPUs [3].

Професор Джек Донгарра (Jack Dongarra)
Директор Innovative Computing Laboratory
Університет штату Теннессі

Деякі моделі графічних процесорів (у складі відеоадаптера) також можуть застосовуватися, в деяких випадках, і для загальних обчислень (див. GPGPU). Прикладами таких можуть служити чіпи HD6990 (від AMD) або GTX590 (від nVidia).


2. Історія

2.1. Програмне забезпечення

На програмному рівні відеопроцесор для своєї організації обчислень (розрахунків тривимірної графіки) використовує той чи інший інтерфейс прикладного програмування (API).

Найперші прискорювачі використовували Glide - API для тривимірної графіки, розроблений 3dfx Interactive для відеокарт на основі власних графічних процесорів Voodoo Graphics.

Покоління прискорювачів в відеокартах можна вважати за версіями DirectX і OpenGL, яку вони підтримують.


Примітки

  1. Гібридні обчислювальні системи на основі графічних процесорів NVIDIA Tesla - www.ot.ru/press20110215.html
  2. Обчислення на GPU - www.nvidia.ru / page / gpu_computing.html. Читальний - www.webcitation.org/684cRJCyL з першоджерела 31 травня 2012. .
  3. What is GPU Computing? - www.nvidia.com / object / GPU_Computing.html (Англ.) . Читальний - www.webcitation.org/684cS1LrR з першоджерела 31 травня 2012.