Что такое GPU

Введение
Что такое GPU?
Это процессор оптимизированный для 2D/3D графики, видео.
Он позволяет выполнять параллельные вычисления, многопоточный и многопроцессорный, оптимизирован для визуальных вычислений.
Предназначен для визуального взаимодействия с синтезируемыми объектами в режиме реального времени.
Он выступает одновременно как массив программируемых графических процессоров и масштабируемой платформы параллельных вычислений..
Гетерогенная система: сочетает GPU с CPU

Развитие GPU
1980’s – Нет GPU. PC использует VGA контроллер
1990’s – Расширяются функции VGA контроллера
1997 – 3D ускорители:
Аппаратура для триангуляции и растеризации
Текстурное картирование
Заливка
2000 – Однокристальные GPU
2005 – Массивы параллельных программируемых процессоров
2007 – CUDA (Compute Unified Device Architecture)

GPU Graphic Trends
OpenGL – открытый стандарт для 3D программирования
DirectX –программируемые интерфейсы мультимедиа Microsoft
Новые GPU появляются каждые 12 - 18 месяцев
Новые идеи программирования графики:
сочетание графических процедур и параллельного программирования
Гетерогенные системы – CPU + GPU
GPU развивается в масштабируемых параллельных процессоров
GPU программирование: GPGPU и CUDA
GPU унифицированная графика
GPU системы визуального программирования: OpenGL и DirectX

Архитектуры GPU
Архитектура систем CPU-GPU
– Архитектура PC
– современные PC с Intel и AMD CPU
Логическая структура графического процессора
Основная архитектура GPU
– Массив процессоров

Архитектура PC

Intel и AMD CPU

Графический конвейер

Basic Unified GPU Architecture
FIGURE A.2.4 Logical pipeline mapped to physical processors. The programmable shader stages execute on the array of unified processors, and the logical graphics pipeline dataflow recirculates through the processors. Copyright © 2009 Elsevier, Inc. All rights reserved.

Processor Array

Тест - Mатрицы
Тест перемножения двух матриц.
Создаются две матрицы заполненные случайными значениями вещественных чисел.
Тестируются матрицы различной размерности…
Сравнение CPU и GPU

Результаты:

График производительности: