211service.com
Architektura GPU: struktura równoległej przepustowości danych [Magia partycji]
Streszczenie :
Poniższa treść wprowadzi Cię w Architektura GPU szczegółowo. Ogólnie struktura karty graficznej to (od dużej do małej): klastry procesorów (PC) > wieloprocesory strumieniowe (SM) > pamięć podręczna instrukcji warstwy 1 i powiązane rdzenie. Dowiedz się więcej o strukturach komponentów komputera na Witryna edytora partycji MiniTool .
Szybka nawigacja :
Informacje o GPU (jednostce przetwarzania grafiki)
Według Wikipedii karta GPU, zwana także kartą graficzną lub graficzną, to wyspecjalizowany układ elektroniczny. Jest specjalnie zaprojektowany do szybkiego manipulowania i zmieniania pamięci w celu przyspieszenia tworzenia obrazów w buforze ramki, a zatem przeznaczony do wyświetlania na urządzeniu wyświetlającym, takim jak monitor komputera lub ekran telewizora.
Nowoczesna architektura GPU jest bardzo wydajna w manipulowaniu grafiką oraz przetwarzaniu obrazu. Wysoce równoległa struktura sprawia, że jest bardziej skuteczny niż ogólnego przeznaczenia Architektura CPU (Central Processing Unit) dla algorytmów przetwarzających równolegle duże bloki danych.
W komputerze PC GPU można osadzić w karcie rozszerzeń ( karta graficzna ), preinstalowany na płycie głównej (dedykowany procesor graficzny) lub zintegrowany z kością procesora (zintegrowany procesor graficzny).
Architektura GPU
Kiedy mówi o architektura karty graficznej , zawsze wiąże się z architekturą procesora lub jest z nią porównywana.
Architektura GPU vs CPU
Funkcją GPU jest optymalizacja przepustowości danych. Pozwala na przesyłanie jak największej liczby zadań przez swoje wewnętrzne elementy naraz, o wiele więcej zadań, niż procesor może obsłużyć naraz. To wszystko dlatego, że ogólnie karta graficzna ma znacznie więcej rdzeni niż procesor.
W rzeczywistości jednak rdzeń nazywamy rdzeniem CUDA (Compute Unified Device Architecture), który składa się z w pełni potokowych jednostek ALU (jednostka arytmetyczna) i FPU (jednostka zmiennoprzecinkowa) w GPU. W Architektura GPU NVIDIA , ALU obsługuje pełną 32-bitową precyzję dla wszystkich instrukcji. ALU liczb całkowitych jest zoptymalizowany pod kątem wydajnej obsługi operacji 64-bitowych o rozszerzonej precyzji, a także różnych instrukcji, takich jak Boolean, porównania, konwersji, przenoszenia, przesunięcia, wstawiania odwrotnego bitu, wyodrębniania pola bitowego i liczby populacji.
Ogólnie architektura GPU jest bardzo podobna do architektury procesora. Obaj wykorzystują konstrukcje pamięci warstw pamięci podręcznej, pamięci globalnej i kontrolera pamięci.
W architekturze GPU wysokiego poziomu chodzi o obliczenia przepustowości równoległej do danych i uruchamianie dostępnych rdzeni, zamiast skupiania się na dostępie do pamięci podręcznej o małych opóźnieniach, tak jak w przypadku procesora.
Notatka: Szczegółowy architektura karty graficznej jest silnie uzależniony od marki i modelu różnych producentów; architektura GPU Nvidia i Architektura procesorów graficznych AMD jest inny.
Podstawy architektury GPU
W urządzeniu GPU istnieje wiele klastrów procesorów (PC), które zawierają wiele multiprocesorów strumieniowych (SM). Ponadto każda SM zawiera warstwę pamięci podręcznej instrukcji warstwy 1 wraz z powiązanymi z nią rdzeniami. Zwykle jeden SM przyjmuje dedykowaną pamięć podręczną warstwy 1 i współdzieloną pamięć podręczną warstwy 2 przed pobraniem danych z globalnego NRD-5 pamięć. Dlatego też Architektura procesora GPU jest tolerowane dla opóźnienia pamięci.
GCA (macierz obliczeń graficznych)
Zwykle GCA, znany również jako silnik 3D, składa się z jednostek cieniowania pikseli, jednostek wierzchołków lub zunifikowanych jednostek cieniowania, procesorów strumieniowych (rdzenie CUDA), jednostek mapowania tekstur (TMU), jednostek wyjściowych renderowania (ROP), Pamięć podręczna L2 , procesory geometrii i tak dalej.
GMC (kontroler pamięci graficznej)
GMC, znany również jako kontroler układu pamięci (MCC) lub jednostka kontrolera pamięci (MCU), to obwód cyfrowy, który kontroluje przepływ danych do lub z pamięci graficznej komputera. Może to być osobny chip; można go również zintegrować z innym chipem, na przykład umieścić na tej samej matrycy lub jako integralną część mikroprocesora. Jeśli GMC istnieje jako integralna część, nosi nazwę IMC (Integrated Memory Controller).
Kontroluje pamięć GMC, w tym VRAM, WRAM, MDRAM, DDR, GDDR i HBM.
VGA BIOS (podstawowy system wejścia/wyjścia Video Graphics Array)
BIOS VGA, znany również jako BIOS wideo, to BIOS karty graficznej w komputerze. Jest to osobny układ umieszczony na karcie graficznej, a nie część GPU.
BIF (interfejs magistrali)
Interfejs magistrali (BI) to magistrala komputerowa do łączenia małych urządzeń peryferyjnych, takich jak pamięć flash, z procesorem. Zwykle obejmuje SA, VLB, PCI, AGP i PCIe.
PCI vs PCIe: jaka jest różnica i jak je odróżnić? W tym poście dowiesz się, jakie są różnice między PCI i PCIe. Pokazuje również, jak je odróżnić.
Czytaj więcejPMU (jednostka zarządzania energią)
PMU to mikrokontroler (mikrochip), który steruje funkcjami zasilania platform cyfrowych. Posiada wiele elementów podobnych do przeciętnego komputera, takich jak procesor, pamięć, oprogramowanie układowe, oprogramowanie itp. PMU jest jednym z niewielu elementów, które pozostają aktywne nawet po całkowitym wyłączeniu komputera, zasilane z baterii zapasowej.
W komputerze przenośnym PMU koordynuje następujące funkcje:
- Monitoruj połączenia zasilania i ładowanie baterii.
- Wyłącz niepotrzebne części systemu, gdy pozostają bezczynne.
- Kontroluj funkcje uśpienia i zasilania (włącz lub wyłącz).
- Sterowanie zasilaniem innych układów scalonych.
- Zarządzaj interfejsem wbudowanej klawiatury lub gładzików.
- W razie potrzeby naładuj akumulatory.
- Reguluj zegar czasu rzeczywistego (RTC).
VPU (jednostka przetwarzania wideo)
VPU to wyspecjalizowany procesor, który pobiera strumienie wideo jako dane wejściowe i może wykonywać bardzo złożone procesy na strumieniu wejściowym. Jest zwykle używany w aplikacjach i urządzeniach do uczenia maszynowego i działa jako komponent pomocniczy w tych urządzeniach.
VPU to kodek wideo odpowiedzialny za kodowanie i dekodowanie wideo. Nazywa się to również koderem i dekoderem wideo. VPU wykonują kompresję lub dekompresję MPEG2 , Theora, VP8, H.264, H.265, VP9, VC-1 itp.
DIF (interfejs wyświetlacza)
Interfejs wyświetlacza, zwany także kontrolerem wyświetlacza, definiuje magistralę szeregową i protokół komunikacyjny między hostem, źródłem danych obrazu i urządzeniem docelowym. Obejmuje RAMDAC, dźwięk HDMI, dźwięk DP, podkładkę wideo ( VGA , DVI HDMI, DisplayPort , S-Video, kompozyt wideo, komponent wideo), PHY (LVDS, TIMDS) i EDID.
Port HDMI nie działa w systemie Windows 10/11? Oto jak to naprawić Zgłoszono pewne problemy związane z portem HDMI. Nie martw się. Ten artykuł został napisany, aby rozwiązać problem z niedziałającym portem HDMI.
Czytaj więcejW skrócie, Architektura GPU jest prosty niż procesor. Architektura procesora graficznego ma znacznie więcej rdzeni niż procesor, aby uzyskać równoległe przetwarzanie danych z wyższym tolerowanym opóźnieniem. Taki rodzaj GPU jest znany jako GPU ogólnego przeznaczenia (GPGPU) używany do przyspieszania obciążeń obliczeniowych w nowoczesnych obliczeniach o wysokiej wydajności (HPC).