深入浅出计算机组成原理
徐文浩
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深入浅出计算机组成原理
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30 | GPU(上):为什么玩游戏需要使用GPU?

3D加速卡的作用
计算量大
3D游戏时代的开始
图形加速卡的出现
CPU性能限制
像素操作
片段处理
栅格化
图元处理
顶点处理
Voodoo FX的显卡
3D游戏的发展
PC游戏需求
SGI(Silicon Graphics Inc.)
课后思考
推荐阅读
总结延伸
解放图形渲染的GPU
图形渲染的流程
GPU的历史进程
为什么玩游戏需要使用GPU?

该思维导图由 AI 生成,仅供参考

讲完了 CPU,我带你一起来看一看计算机里的另外一个处理器,也就是被称之为 GPU 的图形处理器。过去几年里,因为深度学习的大发展,GPU 一下子火起来了,似乎 GPU 成了一个专为深度学习而设计的处理器。那 GPU 的架构究竟是怎么回事儿呢?它最早是用来做什么而被设计出来的呢?
想要理解 GPU 的设计,我们就要从 GPU 的老本行图形处理说起。因为图形处理才是 GPU 设计用来做的事情。只有了解了图形处理的流程,我们才能搞明白,为什么 GPU 要设计成现在这样;为什么在深度学习上,GPU 比起 CPU 有那么大的优势。

GPU 的历史进程

GPU 是随着我们开始在计算机里面需要渲染三维图形的出现,而发展起来的设备。图形渲染和设备的先驱,第一个要算是 SGI(Silicon Graphics Inc.)这家公司。SGI 的名字翻译成中文就是“硅谷图形公司”。这家公司从 80 年代起就开发了很多基于 Unix 操作系统的工作站。它的创始人 Jim Clark 是斯坦福的教授,也是图形学的专家。
后来,他也是网景公司(Netscape)的创始人之一。而 Netscape,就是那个曾经和 IE 大战 300 回合的浏览器公司,虽然最终败在微软的 Windows 免费捆绑 IE 的策略下,但是也留下了 Firefox 这个完全由开源基金会管理的浏览器。不过这个都是后话了。
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  • 总结

GPU在游戏中的重要性不言而喻。本文深入探讨了GPU的设计和历史进程,详细介绍了图形渲染的流程,包括顶点处理、图元处理、栅格化、片段处理和像素操作。这些步骤构成了图形流水线,展示了GPU在实时渲染多边形的重要作用。通过对GPU设计和图形处理的深入探讨,读者能够更好地理解为什么在深度学习中GPU比CPU具有更大的优势。文章内容详实,对于想要了解GPU技术特点的读者具有很高的参考价值。文章还介绍了GPU的历史进程,从Voodoo FX到NVidia的Unified Shader Archicture,展示了GPU技术的发展历程。此外,文章还提到了GPU对于传统的2D图形的加速作用,引发了读者对于GPU在不同领域的应用的思考。整体而言,本文对GPU技术进行了全面深入的探讨,适合对GPU技术感兴趣的读者阅读。

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《深入浅出计算机组成原理》
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全部留言(23)

  • 最新
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  • 许先森
    可以对2D加速,各个流水线步骤都一样,Z轴维度都看作0即可。

    作者回复: 许先森同学, 从原理上来看的确可以,不过这样有些浪费。因为2D加速比3D在数学计算上会简单很多。

    2020-01-15
    5
  • 靠人品去赢
    我觉得可以对2D加速,刚才有人提过2D理解为深度为0的的3D,少处理一个维度。而且现在很多2D游戏,如果不对2D加速,那CPU真的够苦逼的。
    2019-07-04
    1
    18
  • 活的潇洒
    眼过千遍不如手过一遍 day30天笔记:https://www.cnblogs.com/luoahong/p/11413746.ht
    2019-08-26
    10
  • xindoo
    很好奇cpu和gpu之间是如何交互的
    2019-07-03
    2
    9
  • missingmaria
    应该可以对2D加速,2D其实就是z=0的3D
    2019-07-04
    5
  • Monday
    gpu阉割版cpu😂
    2020-06-06
    1
    4
  • 若失
    终于讲到GPU,希望老师多讲一些这方面的内容,对于游戏开发者来说深入了解底层硬件知识还是很重要的!
    2019-07-03
    3
  • WENMURAN
    GPU:图形处理器 我们电脑显示的3D图形是通过多边形组合出来的。图形的移动和变化都是计算机根据图形学通过实时计算渲染出来的。渲染过程的步骤:1顶点处理,把三维的点转换成二维的。2,图元处理,把顶点转换之后的其他点连接成多边形。3,栅格化,把连接成的多边形进行栅格处理(像素)。 4,片段处理,计算每一个像素的颜色透明度信息,给像素点上色。5,像素操作,把不同像素点混合在一起。 计算量大,CPU计算能力不够,占用资源太多,只用硬件来进行图形渲染。只有顶点处理用CPU计算,后续都由显卡完成。
    2020-04-24
    2
  • 南山
    电脑集显,玩古老的传奇都会卡顿。以此推断出可以对2D进行加速~
    2019-07-05
    2
  • 宋不肥
    GPU主要靠硬件并行来加速图形处理,不管2D还是3D图像处理,本质上都是大规模的矩阵运算,应该都可以加速
    2019-07-03
    2
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