Въведение
Растерната дисплейна система е неделима от графичния процесор. Графичният процесор е важен компонент от структурата на графичната система и свързва компютъра и дисплейния терминал. Облигацията.
Трябва да се каже, че има графичен процесор (известен като графична карта), ако има дисплейна система, но ранните графични карти съдържаха само обикновена памет и кадрови буфери, които всъщност играеха роля само в съхранението и прехвърлянето на графика. Всички операции трябва да се контролират от процесора. Това е достатъчно за текст и някои прости графики, но когато се работи със сложни сцени, особено някои реалистични триизмерни сцени, тази система сама по себе си не може да изпълни задачата. Следователно, по-късно разработените графични карти имат функции за графична обработка. Той не само съхранява графики, но също така изпълнява повечето графични функции, което значително намалява натоварването на процесора и подобрява капацитета на дисплея и скоростта на дисплея. С развитието на електронните технологии техническото съдържание на графичните карти става все по-високо и по-високо, а функциите стават все по-силни и по-силни. Много професионални графични карти имат силни възможности за 3D обработка и тези 3D графични карти постепенно се насочват към персоналните компютри. Някои професионални графични карти имат дори повече транзистори от съвременните процесори. Например през 2000 г. графичният чип RADEON, представен от ATI в Канада, съдържаше 30 милиона транзистора, достигайки скорост на запълване от 1,5 милиарда пиксела в секунда.
Състав
Графичният процесор се състои от следните устройства:
(1) Показване на ядрото на основния чип графична карта, известна като GPU, основната й задача е да контролира системата. Входящата видео информация се конструира и изобразява.
(2) Буферната памет на дисплея се използва за съхраняване на графичната информация, която трябва да се покаже, и междинните данни на графичните операции; размерът и скоростта на буфера на дисплея влияят пряко върху производителността на основния чип.
(3) Конверторът RAMD/A преобразува двоичното число в аналогов сигнал, подходящ за дисплея.
Тенденции и проблеми на развитието
Проблеми с изчислителната мощност и изчислителния режим
Основата на сегашния графичен процесор – традиционният алгоритъм на Z-буфера не може да отговори на изискванията на новите приложения. В графични и видео приложения в реално време са необходими по-мощни изчислителни способности с общо предназначение, като поддръжка за откриване на сблъсък и приблизителна физическа симулация; в игрите алгоритмите за графична обработка трябва да се комбинират с неграфични алгоритми като изкуствен интелект и управление на сцени. Текущата GPU архитектура не може добре да реши проблемите с прозрачността, висококачественото изглаждане, замъгляването на движението, дълбочината на полето и оцветяването на микрополигони, които трябва да бъдат решени за качество на изображението на ниво филм. Той не поддържа добре проследяване на лъчи в реално време, Reyes (изобразява всичко, което някога сте виждали) и други по-сложни графични алгоритми също са трудни за справяне с глобалното осветление, динамичен дисплей и дисплей в реално време, сенки и отражения, необходими за висококачествено реално време 3D графики. Необходимо е да се проучи ново поколение GPU архитектура, за да се преодолеят тези ограничения. С бързото развитие на технологията VLSI, ново поколение GPU чипове трябва да има по-мощна изчислителна мощност, която може значително да подобри разделителната способност на графиката, детайлите на сцената (повече триъгълници и подробности за текстурата) и глобалното приближение. Тенденцията на развитие на системите за обработка на графики е сливането на графични и неграфични алгоритми и сливането на съществуващи различни алгоритми за оцветяване. Новото поколение графични системни чипове изисква унифицирани и гъвкави структури от данни, нови модели за програмиране и множество паралелни изчислителни режими. Ние вярваме, че тенденцията на развитие е да се решат проблемите, пред които са изправени настоящите чипове на системата за графична обработка с унифициран изчислителен модел на паралелизъм на ниво данни, паралелизъм на ниво операция и паралелизъм на ниво задача, базиран на унифицирана, редовна структура на масив от елементи за паралелна обработка .
Проблеми в производствения процес
Интегралните схеми се развиха до наномащабна технология и непрекъснато се доближават до физически граници. Появи се така нареченият проблем с червената стена: Първо, забавянето на линията е повече и повече от забавянето на портата. По-важното. Дългосрочното предаване има не само проблема със забавянето на предаването, но и проблема с потреблението на енергия. Второ, размерът на характеристиките е толкова малък, че дефектите при производството на чипове са неизбежни, а технологиите за устойчивост на грешки и избягване на грешки трябва да се изучават от три аспекта: толерантност към дефекти, толерантност към грешки и толерантност към грешки. Трето, токът на утечка и консумацията на енергия станаха много важни и трябва да се приеме независима технология за управление на мощността. Съвременните чипове за графични процесори постигнаха значителен напредък в преодоляването на проблема с червената стена: използване на голям брой обикновени SIMD масивни структури; неговата разпределена памет е близо до изчислителната единица, намалявайки дългосрочните ефекти; неговата хардуерна многопоточност Покрива част от въздействието на закъсненията при съхранение. Въпреки това, с по-нататъшното развитие на процеса, настоящата архитектура на графичния процесор е трудна за адаптиране към бъдещо развитие на процеса и няма системна структура, която да се справи с дългосрочни проблеми, отклонения на процеса и дефекти на процеса, особено как да се адаптира към трите -измерителен процес. Дебелината на затвора на сегашния модерен транзистор вече е около пет атома. В производството един липсващ атом ще причини 20% отклонение на процеса. Следователно, отклонението на процеса се е превърнало в проблем, който не може да бъде пренебрегнат при проектирането на SoC. По-специално, наноелектронните интегрални схеми след 2018 г. могат да произвеждат редовни наноустройства чрез произволно самосглобяване. Следователно системната структура на системния чип от ново поколение трябва да използва правилна структура и да толерира отклонения в процеса, с толерантност към грешки, избягване на грешки и възможности за реорганизация. Вярваме, че използването на съседна технология между голям брой хомогенни процесорни елементи за адаптиране към наномащабна технология и бъдеща триизмерна технология, възприемане на нова архитектура и свързаните с нея стратегии за проектиране с ниска мощност, устойчиви на грешки и избягване на грешки, е за бъдещи системи за обработка на графики Чипът има важно научно значение.
Основни доставчици
ATI
На 20 август 1985 г. е създадена ATI. През октомври същата година ATI разработи първия графичен чип, използващ технологията ASIC. И графични карти. През април 1992 г. ATI пусна графичната карта Mach32 с интегрирано графично ускорение. През април 1998 г. ATI беше избрана за пазарен лидер в индустрията на графичните чипове от IDC, но по това време този чип нямаше титлата GPU. Дълго време ATI наричаше графичния процесор VPU. Едва когато AMD придоби ATI, нейният графичен чип официално прие името GPU.
NVIDIA
NVIDIA first proposed the concept of GPU when it released the Geforce256 graphics processing chip in 1999. Since then, the core of NVIDIA graphics cards has been called GPU. GPU makes the graphics card reduce the dependence on the CPU, and perform part of the original CPU work, especially in 3D graphics processing. The core technologies used by the GPU include hardware T&L, cubic environment texture mapping and vertex blending, texture compression and bump mapping, dual texture four-pixel 256-bit rendering engine, etc., while the hardware T&L technology can be said to be GPU’s Sign.
Примерни модели
AMD
Графичните продукти на AMD за преносими компютри са предимно серии Mobility Radeon, които имат определена 3D производителност и техните продукти включват главно R9 (висок клас), R7 (среден клас), R5 (нисък клас) три серии:
Mobility Radeon R9 M200 series of Mobility Radeon R9 M295X/M280/M275X//M265X; /p>
Mobility Radeon R9 M395X/M385X/M375X//M365X от серията Mobility Radeon R9 M300;
Mobility Radeon R7 M200 серия Mobility Radeon R7 M270/M265f M260X/M260;
Mobility Radeon R7 M300 серия Mobility Radeon R7 M380/M370/M365/M360X/M340;
li>Mobility Radeon R5 M255/M230 за серия Mobility Radeon R5 M200;
Mobility Radeon R5 M300 серия Mobility Radeon R5 M335/M330/M320/ M315 и т.н.
nVIDIA
Графичните продукти за преносим компютър на nVIDIA включват главно мобилни графични карти от серия GeForce 900M, мобилни графични карти от серия GeForce 800M и мобилни графични карти от серия GeForce 700M.
Мобилните графични карти от серията GeForce9800M включват главно GeForce GTX980M/ GTX970M/ GTX 960M/GTX950M/940M/930M/920M/910M и др.
Мобилните графични карти от серията GeForce 800M включват главно GeForce GTX880M/ GTX870M/ GTX860M/GTX850M/ 840M/830M/820M и др.
Мобилните графични карти от серията GeForce 700M включват главно GeForce GTX780M/ GTX770M/ GTX765M/GTX760M/GT755M/750M/GT745M/GT740M/GT730M/GT720M/ и др.