图形处理器(Graphic Processing Unit,简称GPU)是一种 专门用于处理图形相关运算任务的微处理器。它的主要功能是在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备(如平板电脑、智能手机等)上运行绘图运算工作。GPU通过高度并行的计算能力,能够高效地处理大量的图形数据,从而使得2D和3D图形渲染、视频处理、图像合成等任务得到显著提升。
GPU的发展历程可以追溯到1962年,当时伊凡·苏泽兰在博士论文《三维的交互式图形系统》中开发出了“画板”系统。然而,GPU作为一个独立的概念,是由NVIDIA公司在1999年8月发表的NVIDIA GeForce 256绘图处理芯片时首先提出的。从那时起,GPU逐渐成为显卡的核心组件,并逐渐集成到CPU中或作为独立的显卡存在。
GPU的主要特点包括:
高度并行计算能力:
GPU通常集成了数百至上千个轻量级计算核心,能够同时处理大量的图形数据。
优化的图形处理算法:
GPU针对图形图像计算的特点进行了优化,包括硬件T&L(几何转换和光照处理)、立方环境材质贴图、顶点混合、纹理压缩和凹凸映射贴图、双重纹理四像素256位渲染引擎等。
独立于CPU工作:
GPU使得显卡能够减少对CPU的依赖,尤其是在3D图形处理时,能够进行部分原本由CPU承担的工作,从而提高整体性能。
目前,主要的GPU生产商包括NVIDIA和AMD。这些公司的GPU产品在个人电脑、工作站、游戏机和移动设备上广泛应用,为用户提供了高质量的图形处理能力。