Graphics processing unit (Suomi)

1970sEdit

Arcade-järjestelmän levyt ovat olleet käyttäen erikoistunut grafiikka piirejä 1970-luvulta lähtien. Alkuvuodesta videopeli laitteisto, RAM runko puskurit oli kallista, joten video pelimerkkejä koostuviin tiedot yhdessä näytössä oli skannattu ulos näytön.,

erikoistunut tynnyri shifter piiri oli tapana auttaa CPU animoida framebuffer-grafiikka erilaisia 1970-luvun arcade-pelejä alkaen Puolivälissä ja Taito, kuten Ase Taistelussa (1975), Meri Susi (1976) ja Space Invaders (1978). Namco Galaxian arcade-järjestelmässä käytettiin vuonna 1979 erikoistuneita grafiikkalaitteita, jotka tukivat RGB-väriä, monivärisiä spritejä ja tilemap-taustoja. Galaxian laitteisto oli laajalti käytetty kultakausi arcade videopelejä, peli yritykset, kuten Namco, Centuri, Gremlin, Irem, Konami, Puolivälissä, Nichibutsu, Sega ja Taito.,

kotona markkinoilla, Atari 2600 vuonna 1977 käyttää video shifter kutsutaan Televisio-Liitäntä Sovitin. Atari 8-bit tietokoneista (1979) oli NAURETTAVA, video-prosessori, joka tulkitaan ohjeet kuvaavat ”näytä lista”—tapa scan lines kartta erityisiä karkeista tai hahmon tilaa, ja jos muistiin on tallennettu (joten siellä ei tarvitse olla vierekkäisiä frame buffer)., 6502 kone koodia aliohjelmiin voi olla laukaisi scan linjat asettamalla hieman display-lista opetusta. ANTIC tuki myös suorittimesta riippumatonta tasaista pysty-ja vaakasuuntaista vieritystä.

1980sEdit

MOTOROLA µPD7220 oli ensimmäinen täytäntöönpano PC-näyttö grafiikka-prosessori kuin yhden Suuren Mittakaavan Integrointi (LSI) integroitu piiri siru, jonka avulla suunnittelu edullisia, korkean suorituskyvyn video näytönohjaimet kuten Numero Yhdeksän Visuaalinen Teknologia., Se tuli parhaiten tunnettu GPU, kunnes 1980-luvun puolivälissä. Se oli ensimmäinen täysin integroitu VLSI (very large-scale integration) metalli-oksidi-puolijohde (NMOS) grafiikka näyttö-prosessori Kpl, tuettu jopa 1024×1024 resoluutio, ja loi perustan kehittyvien PC grafiikka markkinoilla. Sitä käytettiin useita näytönohjaimia, ja oli lisensoitu klooneja, kuten Intel 82720, ensimmäinen Intel”s grafiikka käsittely yksikköä., Williams-Elektroniikka arcade-pelejä, Robotron 2084, Joust, Sinistar, ja Kuplia, kaikki julkaistiin vuonna 1982, sisältää custom blitterin pelimerkkejä toimivat 16-väri bitmaps.

Vuonna 1984, Hitachi julkaisi ARTC HD63484, ensimmäinen suuri CMOS-grafiikka-prosessori PC. Se ARTC oli pystyy näyttämään jopa 4K resoluutio, kun mustavalko-tilassa, ja sitä käytettiin useita PC-näytönohjaimet ja terminaalit aikana 1980-luvun lopulla. Vuonna 1985 Commodore Amiga esillä custom grafiikka siru, jossa on blitterin yksikkö nopeuttaa bitmap manipulointi, line piirtää, ja alue täyttää toimintoja., Mukana on myös rinnakkaissuorittimen, jolla on oma yksinkertainen käskykanta, joka pystyy manipuloida grafiikka laitteisto rekisteröi sync kanssa video palkki (esim. per-juova paletti kytkimet, sprite multiplexing, ja laitteisto-ikkunointi), tai ajo blitterin. Vuonna 1986, Texas Instruments julkaisi TMS34010, ensimmäinen täysin ohjelmoitava näytönohjain. Se pystyi käyttämään yleiskäyttöistä koodia, mutta siinä oli grafiikkapainotteinen ohjeisto. Vuosina 1990-1992 tästä sirusta tuli Texas Instruments Graphics Architecture (”TIGA”) – Windows accelerator-korttien perusta.,

Vuonna 1987 IBM 8514 grafiikka järjestelmä julkaistiin yhtenä ensimmäisistä näytönohjaimet for IBM PC-yhteensopivat toteuttaa kiinteä-toiminto 2D-primitives sähköisen laitteisto. Terävä”s X68000, julkaistiin vuonna 1987, käytetty custom graphics-piirisarja, jossa on 65,536 väriä paletti ja laitteiston tuki sprite, vieritys, ja useita koneiden kenttää, lopulta toimii kehityksen kone Capcom”s CP Järjestelmä arcade aluksella., Fujitsu myöhemmin kilpailivat FM Towns-tietokone, joka julkaistiin vuonna 1989 tukee täyden 16,777,216 väriä paletti. Vuonna 1988, ensimmäinen oma monikulmion 3D-grafiikka levyt otettiin käyttöön vuonna pelisaleissa kanssa Namco System 21 ja Taito Ilmaa Järjestelmä.

IBM”s oma Video Graphics Array (VGA) näyttö standardi otettiin käyttöön vuonna 1987, ja maksimi resoluutio 640×480 pikseliä., Marraskuussa 1988, SAMSUNG Kodin Elektroniikka ilmoitti sen perustaminen Video Electronics Standards Association (VESA) kehittää ja edistää Super VGA (SVGA) – tietokoneen näyttö-standardin seuraajaksi IBM”s oma VGA-näyttö standardi. Super VGA käytössä grafiikka näyttö resoluutiot jopa 800×600 pikseliä, 36% lisäys.

1990sEdit

Vuonna 1991, S3 Graphics esitteli S3 86C911, jota sen suunnittelijat nimetty Porsche 911 osoituksena siitä, että suorituskyky kasvaa se lupasi., Se 86C911 poiki lukuisia jäljittelijöitä: vuoteen 1995 mennessä kaikki suuret PC-grafiikka siru päättäjät oli lisätty 2D-kiihdytystä tukea heidän pelimerkkejä. Tällä kertaa, kiinteä-toiminto Windows kiihdyttimet oli ylittänyt kalliita yleiskäyttöön grafiikka apuprosessorit Windows suorituskykyä, ja nämä apuprosessorit haalistunut pois PC-markkinoilla.

koko 1990-luvun ajan 2D-GUI-kiihdytys jatkui. Kun valmistuskyky parani, niin myös grafiikkasirujen integraation taso., Tiedostojen application programming interface (Api) saapui erilaisia tehtäviä, kuten Microsoft”s WinG graphics library for Windows 3.x, ja niiden myöhempi DirectDraw-liitäntä 2D-pelien laitteistokiihdytykseen Windows 95: ssä ja myöhemmin.

– alussa – ja 1990-luvun puolivälissä, reaaliaikainen 3D-grafiikka olivat yleistymässä arcade -, tietokone-ja konsolipelejä, joka johti kasvava yleistä kysyntää laitekiihdytetyt 3D-grafiikkaa., Aikaisin esimerkkejä massa-markkinoille 3D-grafiikka laitteisto löytyy arcade-järjestelmän levyt, kuten Sega Malli 1, Namco System 22, ja Sega Model 2, ja viidennen sukupolven pelikonsoleissa, kuten Saturn, PlayStation ja Nintendo 64. Arcade-järjestelmissä, kuten Sega Model 2 ja Namco Magic-Edge Hornet-Simulaattori vuonna 1993 oli kykenevä laitteisto T&L (muuttaa, leikkaus ja valaistus) vuotta ennen esiintyvät kuluttajien näytönohjaimet. Joissakin järjestelmissä käytettiin DSPs nopeuttaa muutoksia., Fujitsu, joka toimi Sega Model 2 arcade-järjestelmä, alkoi työstää integroimalla T&L yhdeksi LSI ratkaisu käytettäväksi kotitietokoneet vuonna 1995; Motorola Pinolite, ensimmäinen 3D-geometria-prosessori henkilökohtaiset tietokoneet, julkaistiin vuonna 1997. Ensimmäinen laitteisto T&L GPU kotiin pelikonsoleissa oli Nintendo 64″s Todellisuuden Apuprosessori, joka julkaistiin vuonna 1996., Vuonna 1997, Mitsubishi julkaisi 3Dpro/2MP, täysin varustellun GPU pystyy muutoksen ja valaistus, työasemien ja Windows NT työasemat; ATi hyödyntää sitä heidän FireGL 4000-näytönohjain, joka julkaistiin vuonna 1997.

termi ”GPU” keksi Sony viittaus 32-bittinen Sony GPU (suunnitellut Toshiba) PlayStation pelikonsoli, joka julkaistiin vuonna 1994.

PC-maailmassa, merkittävä epäonnistui ensin yrittää edullisia 3D-grafiikka pelimerkit olivat S3 ViRGE, ATI Rage, ja Matrox Mystique. Nämä sirut olivat pääosin edellisen sukupolven 2D-kiihdyttimiä, joissa oli 3D-ominaisuudet pultattu päälle., Monet olivat jopa pin-yhteensopivia aikaisemman sukupolven pelimerkkien kanssa helppokäyttöisyyden ja minimaalisten kustannusten vuoksi. Aluksi, suorituskyky 3D-grafiikka oli mahdollista vain, erillinen levyt omistettu nopeuttaa 3D-toiminnot (ja puuttuu 2D GUI kiihtyvyys kokonaan), kuten PowerVR ja 3dfx Voodoo. Valmistustekniikan edetessä kuitenkin video, 2D-GUI-kiihdytys ja 3D-toiminnallisuus integroitiin yhteen siruun. Rendition ” s Verite piirisarjat olivat ensimmäisiä, jotka tekivät tämän riittävän hyvin ollakseen huomionarvoisia., Vuonna 1997, Luovutukseen meni askeleen pidemmälle tekemällä yhteistyötä Hercules ja Apple on ”Trilleri Salaliitosta” – hanke, joka yhdistää hp FXG-1 Pinolite geometria-prosessori, jossa Vérité V2200 core luoda näytönohjain full T&L moottori vuotta ennen kuin Nvidia”s GeForce 256. Tämä kortti, joka on suunniteltu vähentämään järjestelmän”s CPU: n kuormitusta, ei koskaan päässyt markkinoille.,

OpenGL ilmestyi jo ”90-luvulla ammatillinen grafiikka API, mutta alun perin kärsi suorituskykyä kysymyksiä, joka mahdollisti Glide API askel ja tulla hallitseva voima PC myöhään ”90-luvulla. Kuitenkin, nämä kysymykset olivat nopeasti voittaa ja Glide API putosi kelkasta. Ohjelmisto toteutuksia OpenGL olivat yleisiä tänä aikana, vaikka alaisena OpenGL lopulta johti laajaa laitteisto tukea. Ajan myötä, pariteetti syntyi välillä ominaisuuksia tarjotaan hardware ja tarjotaan OpenGL., DirectX tuli suosittu Windows peli kehittäjät aikana 90-luvun lopulla. Toisin kuin OpenGL, Microsoft vaati tarjoaa tiukkaa one-to-one tukea laitteisto. Lähestymistapa tehnyt DirectX vähemmän suosittu kuin erillinen grafiikka API aluksi, koska monet Gpu säädetty omia erityisiä ominaisuuksia, jotka nykyisten OpenGL-sovellukset olivat jo pystynyt hyödyntämään, jolloin DirectX usein yhden sukupolven takana. (KS.: OpenGL: n ja Direct3D: n vertailu.,)

ajan, Microsoft alkoi työskennellä tiiviimmin laitteisto kehittäjille, ja alkoi kohdistaa tiedotteet DirectX samaan aikaan ne tukevat näytönohjaimen. Direct3D 5.0 oli ensimmäinen versio orastavaa API saada laajasti käyttöön pelimarkkinoilla, ja se kilpaili suoraan paljon enemmän-laitteisto-erityisiä, usein oma grafiikka kirjastot, kun taas OpenGL säilyttänyt vahvan seuraavat. Direct3D 7.,0 käyttöön ja tukea laitekiihdytetyt muunnos ja valaistus (T&L) Direct3D, kun taas OpenGL oli tämä ominaisuus jo altistuvat alusta alkaen. 3D-kiihdytin, kortit muutti sen jälkeen on vain yksinkertainen rasterizers lisätä toinen merkittävä laitteisto vaiheessa 3D rendering pipeline. Nvidia GeForce 256 (tunnetaan myös nimellä NV10) oli ensimmäinen kuluttaja-tason kortti vapautetaan markkinoille kanssa laitekiihdytetyt T&L, kun taas ammatillinen 3D-kortteja oli jo tätä ominaisuutta., Hardware transform and lighting -, sekä jo olemassa olevia ominaisuuksia OpenGL, tuli kuluttaja-tason laitteisto ”90-luvun ja asettaa ennakkotapaus myöhemmin pixel shader-ja vertex shader-yksiköt, jotka olivat paljon enemmän joustava ja ohjelmoitavissa.

2000 2010Edit

Nvidia oli ensimmäinen tuottaa siru pystyy ohjelmoitava varjostus; GeForce 3 (koodinimeltään NV20). Jokainen pikseli voi nyt käsitellä lyhyen ”ohjelma”, että voisi sisällyttää muita kuvan tekstuurit kuin tulot, ja jokainen geometrinen vertex voisi samoin olla käsitelty lyhyt ohjelma, ennen kuin se oli projisoitu näyttö., Käytetty Xbox-konsolin, se kilpaili PlayStation 2, joka käyttää mukautetun vector unit laitekiihdytetty vertex käsittely; yleisesti nimitystä VU0/VU1. Xboxilla käytettyjen shader-suoritusmoottoreiden varhaisimmat inkarnaatiot eivät olleet yleiskäyttöisiä, eivätkä ne voineet suorittaa mielivaltaista pikselikoodia. Vertices ja Pikselit käsiteltiin eri yksiköt, jotka olivat omia resursseja pixel shaders ottaa paljon tiukempia rajoituksia (koska ne suoritetaan paljon korkeammilla taajuuksilla kuin vertices)., Pixel shading moottorit olivat itse asiassa enemmän sukua erittäin muokattavissa toiminto lohko ja ei ”t todella” ajaa ” ohjelma. Monet näistä eroista vertex ja pixel shading ei ole käsitelty vasta paljon myöhemmin Unified Shader-Malli.

lokakuussa 2002, käyttöönoton ATI Radeon 9700 (tunnetaan myös nimellä R300), maailman”ensimmäinen Direct3D 9.0 kiihdytin, pixel ja vertex shaders voisi toteuttaa silmukoiden ja pitkä liukuluku matematiikka, ja oli nopeasti tulossa yhtä joustava kuin Suorittimia, vielä kertaluokkaa nopeampi kuva-array toimintaa., Pikselin varjostusta käytetään usein kuoppakartoitukseen, joka lisää tekstuuria, jotta esine näyttäisi kiiltävältä, tylsältä, karkealta tai jopa pyöreältä tai suulakepuristetulta.

ottamalla käyttöön Nvidia GeForce 8-sarjan, ja sitten uusi generic stream processing unit Gpu tuli enemmän yleistynyt tietotekniikan laitteet., Tänään, rinnakkainen Gpu on alkanut tehdä laskennallisen jalansijaa vastaan CPU, ja osakentän tutkimus, puhuttu GPU Computing tai GPGPU yleiskäyttöön Computing GPU, on löytänyt tiensä kentät ovat niinkin erilaisia kuin kone oppiminen, öljyn etsintä, tieteellistä kuvankäsittely, lineaarinen algebra, tilastot, 3D jälleenrakentamiseen ja jopa optio-hinnoittelu päättäväisyyttä. GPGPU oli tuolloin edeltäjä sille, mitä nykyään kutsutaan laskennalliseksi varjoaineeksi (esim., CUDA, OpenCL, DirectCompute) ja todella väärin laitteisto tutkinto käsittelemällä tietoja välitetään algoritmeja kuten tekstuurikuvien ja toteuttaa algoritmeja piirtämällä kolmion tai quad sopivalla pixel shader. Tämä ilmeisesti aiheuttaa joitakin yleiskustannukset, koska yksiköt, kuten Scan muunnin ovat mukana, jos ne ovat ” t todella tarvitaan (eikä kolmio manipulointi edes huoli—paitsi vedota pikselin varjostaja). Vuosien varrella GPU: iden energiankulutus on kasvanut ja niiden hallitsemiseksi on ehdotettu useita tekniikoita.,

Nvidia”s CUDA platform, joka esiteltiin ensimmäisen kerran vuonna 2007, oli varhaisin laajalti hyväksytty ohjelmointimalli GPU computingille. Viime aikoina OpenCL on saanut laajaa kannatusta. OpenCL on Khronos-ryhmän määrittelemä avoin standardi, jonka avulla voidaan kehittää sekä GPU-että suorittimia koskevia koodeja siirrettävyyttä painottaen. OpenCL ratkaisut tukevat Intel, AMD, Nvidia, ja KÄSI, ja tuoreen raportin mukaan Evan”: n Tiedot, OpenCL on GPGPU-kehitysalusta yleisimmin käytetty kehittäjät sekä yhdysvalloissa ja Aasiassa.,

2010 presentEdit

Vuonna 2010, Nvidia alkoi kumppanuuden Audi valtaan heidän autot” mittaristot. Nämä Tegra Gpu oli virtaa autoja” dashboard, joka tarjoaa lisätoimintoja autoja,” navigointi-ja viihdejärjestelmä. Edistysaskeleet GPU-tekniikassa autoissa ovat auttaneet työntämään itseohjautuvaa teknologiaa. AMD: n”s: n Radeon HD 6000-Sarjan kortit julkaistiin vuonna 2010 ja vuonna 2011, AMD julkaisi 6000M-Sarja diskreetti Gpu voidaan käyttää mobiililaitteilla. Nvidian Kepler-mallisto näytönohjaimista ilmestyi vuonna 2012 ja sitä käytettiin Nvidian”s 600 ja 700-sarjan korteissa., Ominaisuus tässä uudessa GPU mikroarkkitehtuuri mukana GPU boost-tekniikka, joka säätää kellon-nopeus video-kortti lisätä tai vähentää sen mukaan sen tehonkulutus. Keplerin mikroarkkitehtuuri valmistettiin 28 nm: n prosessilla.

PS4 ja Xbox One julkaistiin vuonna 2013, he molemmat käyttävät Näytönohjaimet perustuvat AMD: n”s: n Radeon HD 7850 ja 7790. Nvidia ” s Kepler line of GPUs-mallia seurasi samalla prosessilla valmistettu Maxwell line., Nvidian 28 nm-siruja valmisti Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, joka valmisti tuolloin 28 nm: n prosessilla. Verrattuna 40 nm: n tekniikkaa menneisyydestä, tämä uusi valmistusprosessi saa 20 prosentin vauhtia suorituskykyä piirtämisen vähemmän virtaa. Virtuaalitodellisuuden kuulokkeilla on erittäin korkeat järjestelmävaatimukset. VR-kuulokkeiden valmistajat suosittelivat julkaisuhetkellä GTX 970: tä ja R9 290X: ää tai parempaa. Pascal on Nvidian vuonna 2016 julkaisema seuraavan sukupolven kuluttajagrafiikkakortteja., GeForce 10-korttisarja on tämän sukupolven näytönohjainten alla. Ne valmistetaan käyttämällä 16 nm valmistusprosessia, joka parantaa aikaisempia mikroarkkitehtuureja. Nvidia on julkaissut yhden ei-kuluttaja-kortti uuden Volta arkkitehtuuri, Titan V. Muutoksia Titan XP, Pascal”s high-end kortti, ovat lisääntyneet CUDA ydintä, lisäksi tensor ydintä, ja HBM2., Tensor ydintä ovat sydämiä, jotka on erityisesti suunniteltu syvä oppiminen, kun taas high-bandwidth memory-on, on-kuolla, päällekkäin, alempi-kellotaajuudella muisti, joka tarjoaa äärimmäisen laajan muistin linja, joka on hyödyllinen varten Titan V”s käyttötarkoitus. Korostaakseen, että Titan V ei ole pelikortti, Nvidia poisti ”GeForce GTX” – loppuliitteen, jonka se lisää kuluttajien pelikortteihin.

20. elokuuta 2018, Nvidia käynnisti RTX-20-sarjan Gpu, joka lisää ray-tracing ytimen Gpu, parantaa niiden suorituskykyä valaistus vaikutuksia. AMD: n Polaris 11 ja Polaris 10 GPU valmistetaan 14 nanometrin prosessilla., Niiden julkaiseminen johtaa AMD: n näytönohjainten suorituskyvyn huomattavaan kasvuun wattikohtaisesti. AMD on julkaissut myös Vega-Gpu-sarjan high end markkinoilla kilpailijana Nvidia”s high end Pascal-kortit, myös featuring HBM2 kuten Titan V.

Vuonna 2019, AMD julkaisi seuraajan niiden Graphics Core Next (GCN) mikroarkkitehtuuri/käskykanta. Dubattuna kuin RDNA, ensimmäinen tuote kokoonpanolla, jossa ensimmäisen sukupolven RDNA oli Radeon RX-5000-sarjan näytönohjaimet, joka myöhemmin käynnisti 7. heinäkuuta 2019., Myöhemmin, yhtiö ilmoitti, että seuraaja RDNA mikroarkkitehtuuri olisi virkistää. Dubattu nimellä RDNA 2, uusi mikroarkkitehtuuri oli tiettävästi tarkoitus julkaista Q4 2020.

AMD julkisti Radeon RX 6000-sarja, sen next-gen RDNA 2 näytönohjaimet tukevat laitteisto-kiihtyi ray-jäljittää online-tapahtuma 28. lokakuuta 2020. Kokoonpano koostuu aluksi RX 6800, RX 6800 XT ja RX 6900 XT. RX 6800 ja 6800 XT laukaistiin 18. marraskuuta 2020, ja RX 6900 XT julkaistiin 8.joulukuuta 2020., RX 6700 ja RX 6700 XT variantteja, joka perustuu Navi 22 odotetaan käynnistää vuonna ensimmäisellä puoliskolla 2021.

PlayStation 5 ja Xbox-Sarja X-ja S-Sarja julkaistiin vuonna 2020, he molemmat käyttävät Gpu perustuu RDNA 2 mikroarkkitehtuuri oma parannuksia ja eri GPU kokoonpanoissa kunkin järjestelmän”s täytäntöönpanoa.

GPU companiesEdit

Monet yritykset ovat tuottaneet Gpu alle useita tuotemerkkejä. Vuonna 2009 markkinaosuuksista vastasivat Intel, Nvidia ja AMD/ATI, joiden markkinaosuus oli 49,4%, 27,8% ja 20,6%., Nämä numerot sisältävät kuitenkin Intelin integroidut grafiikkaratkaisut gpuina. Näitä lukuun ottamatta Nvidia ja AMD hallitsevat lähes 100% markkinoista vuodesta 2018 alkaen. Niiden markkinaosuudet ovat 66 prosenttia ja 33 prosenttia. Lisäksi S3 Graphics ja Matrox tuottavat GPUs: n.Nykyaikaiset älypuhelimet käyttävät myös enimmäkseen Adreno GPUs Qualcomm, PowerVR GPUs mielikuvitus Technologies ja Mali GPUs ARM.