GPU, или графический процессор (Graphics Processing Unit) – это специализированный процессор, оптимизированный для выполнения графических операций.
Графические процессоры изначально разрабатывались исключительно для рендеринга изображений и графики высокого разрешения. GPU фокусируются на параллелизме или разбиении сложных задач (например, идентичных вычислений, используемых для создания эффектов освещения, теней и текстур) на более мелкие подзадачи, которые можно непрерывно выполнять в тандеме. Такой подход к параллельным вычислениям, известный как архитектура «Одна инструкция, множественные данные» (SIMD), позволяет инженерам эффективно распределять задачи и рабочие нагрузки с помощью одних и тех же операций между ядрами GPU.
Сферы применения
- Рендеринг 3D-графики в реальном времени, например в видеоиграх или при работе с 3D-приложениями. GPU отвечает за все вычисления, связанные с построением и отображением трехмерных моделей.
- Обработка видео. GPU ускоряет кодирование/декодирование видеопотоков и работу с ними.
- Нейросети и машинное обучение. Благодаря параллельной архитектуре, GPU эффективно используется для тренировки нейронных сетей.
- Майнинг криптовалют. GPU часто применяют для майнинга из-за высокой скорости выполнения вычислений.
- Разгон игр. Игровые GPU обладают большим количеством ядер, чем обычные видеокарты, что позволяет увеличивать FPS в играх.
Важнейшие характеристики
- Высокая пропускная способность памяти. Поскольку графические процессоры обрабатывают данные в параллельных операциях, они имеют высокую пропускную способность памяти. В отличие от CPU, использующего режим секвенирования с имитацией параллелизма посредством переключения контекста, GPU может одновременно получать из памяти много данных. Более высокая пропускная способность и больший объем видеопамяти обычно предпочтительнее, в зависимости от вашей работы.
- Тензорные ядра позволяют быстрее умножать матрицы в ядре, увеличивая пропускную способность и уменьшая задержку. Не все графические процессоры оснащены тензорными ядрами, но по мере развития технологий они становятся все более распространенными даже в графических процессорах потребительского уровня.
- Большая общая память: графические процессоры с более высоким кэшем L1 могут увеличить скорость обработки данных, делая данные более доступными. GPU с большим количеством кэшей, как правило, предпочтительнее, но это компромисс между стоимостью и производительностью.
Основные производители дискретных GPU
- Nvidia
- AMD
- Intel
GPU также встраиваются в процессоры как графическое ядро.
