Grafikus feldolgozó egység

Lásd még: Video vezérlő, Lista az otthoni számítógépek által videó, hardver, illetve Sprite (számítógépes grafika)

1987-Ben, az IBM 8514 grafikus rendszer volt, megjelent az első videó kártyák IBM PC compatibles végrehajtására fix-funkciós 2D primitívek elektronikus hardver. Sharp ” s X68000, megjelent 1987-ben, használt egyéni grafikus lapkakészlet egy 65,536 színpaletta és hardver támogatás sprite, görgetés, és több playfields, végül szolgáló fejlesztési gép Capcom CP rendszer arcade board., Fujitsu később versenyzett az FM Towns computer, megjelent 1989 támogatásával egy teljes 16,777,216 színpaletta. 1988-ban a Namco System 21 és a Taito Air rendszerű árkádokban mutatták be az első dedikált sokszögű 3D grafikus táblákat.

1991-ben az S3 Graphics bemutatta az S3 86c911-et, amelyet tervezői a Porsche 911-ről neveztek el az ígért teljesítménynövekedés jeleként., A 86C911 számos utánzót hozott létre: 1995-re az összes nagyobb PC grafikus chipgyártó 2D gyorsítási támogatást adott a chipekhez. Ekkorra a fix funkciójú Windows gyorsítók meghaladták a drága általános célú grafikus koprocesszorokat A Windows teljesítményében, és ezek a koprocesszorok elhalványultak a PC-piacról.

Az 1990-es években a 2D GUI gyorsulás tovább fejlődött. Ahogy a gyártási képességek javultak, így a grafikus chipek integrációjának szintje is., További alkalmazás programozási felületek (API-k) érkezett a különböző feladatok, mint például a Microsoft WinG grafikus könyvtár Windows 3.x, majd a későbbi DirectDraw felület hardveres gyorsítás 2D-s játékok a Windows 95, majd később.

az 1990 – es évek elején és közepén a valós idejű 3D-s grafika egyre gyakoribbá vált az arcade, a számítógépes és a konzolos játékokban, ami a hardveres gyorsítású 3D-s grafikák iránti növekvő kereslethez vezetett., A tömegpiaci 3D grafikus hardver korai példái megtalálhatók az arcade rendszertáblákban, például a Sega Model 1, a Namco System 22 és a Sega Model 2, valamint az ötödik generációs videojáték-konzolokban, mint például a Saturn, a PlayStation és a Nintendo 64. Arcade rendszerek, mint például a Sega Model 2 és Namco Magic Edge Hornet Simulator 1993-ban voltak képesek hardver T&L (transzformáció, vágás, világítás) évvel megjelenése előtt a fogyasztói grafikus kártyák. Egyes rendszerek DSP-ket használtak az átalakítások felgyorsítására., Fujitsu, amely dolgozott a Sega Model 2 arcade rendszer, kezdett dolgozni integrálása t&L egyetlen LSI megoldás használható otthoni számítógépek 1995-ben; a Fujitsu Pinolite, az első 3D geometria processzor személyi számítógépek, megjelent 1997-ben. Az első hardver T&l GPU otthoni videojáték-konzolokon a Nintendo 64 valóság Koprocesszora volt, amelyet 1996-ban adtak ki., 1997-ben a Mitsubishi megjelent a 3Dpro/2MP, egy teljes értékű GPU képes átalakulás, valamint a világítás, a munkaállomások Windows NT asztali; ATi használni a FireGL 4000 grafikus kártya, megjelent 1997-ben.

a ” GPU ” kifejezést a Sony alkotta meg a Toshiba által tervezett 32 bites Sony GPU-ra hivatkozva a PlayStation videojáték-konzolban, amelyet 1994-ben adtak ki.

a PC-világban az alacsony költségű 3D grafikus chipek első próbálkozásai az S3 ViRGE, az ATI Rage és a Matrox Mystique voltak. Ezek a chipek lényegében előző generációs 2D gyorsítók voltak, 3D funkciókkal csavarozva., Sokan még pin-kompatibilis a korábbi generációs chipek a könnyű végrehajtás, valamint a minimális költség. Kezdetben a teljesítmény 3D grafika csak olyan különálló táblákkal volt lehetséges, amelyek a 3D-s funkciók gyorsítására szolgáltak (és teljesen hiányzott a 2D GUI gyorsítás), mint például a PowerVR vagy a 3dfx Voodoo. A gyártási technológia fejlődésével azonban a videó, a 2D GUI gyorsítás és a 3D funkcionalitás egy chipbe integrálódott. Kiadatás Verite lapkakészletek voltak az elsők között, hogy ezt elég jól, hogy érdemes megjegyezni., 1997-ben a kiadatás egy lépéssel tovább ment a Hercules és a Fujitsu együttműködésével egy “Thriller Conspiracy” projekten, amely egy Fujitsu FXG-1 Pinolite geometriás processzort kombinált egy Vérité V2200 maggal, hogy hozzon létre egy teljes T&L motor évekkel az Nvidia”s GeForce 256 előtt. Ez a kártya, amelynek célja, hogy csökkentse a terhelést rak a rendszer CPU, soha nem tette a piacra.,

OpenGL megjelent a korai “90-es évek, mint egy profi grafikus API-t, de eredetileg szenvedett teljesítmény problémák, amelyek lehetővé tette, hogy a Glide API lépés az lesz a domináns erő a PC-n a késő “90-es években. Azonban ezek a problémák gyors leküzdése, valamint a Glide API háttérbe szorult. Az OpenGL szoftveres implementációi gyakoriak voltak ebben az időben, bár az OpenGL hatása végül széles körben elterjedt hardveres támogatáshoz vezetett. Idővel paritás alakult ki a hardverben kínált szolgáltatások és az OpenGL-ben kínált szolgáltatások között., A DirectX a 90-es évek végén vált népszerűvé A Windows játékfejlesztők körében. az OpenGL-lel ellentétben a Microsoft ragaszkodott a hardver szigorú egy-egy támogatásához. A megközelítés kezdetben kevésbé népszerűvé tette a DirectX-et önálló grafikus API-ként, mivel sok GPU-k biztosították saját sajátosságaikat, amelyeket a meglévő OpenGL alkalmazások már képesek voltak kihasználni, a DirectX-et gyakran egy generáció hátrahagyva. (Lásd: az OpenGL és a Direct3D összehasonlítása.,)

Az idő múlásával a Microsoft szorosabban együttműködött a hardverfejlesztőkkel, és a DirectX kiadásait a támogató grafikus hardverek megjelenésével egybe akarta venni. A Direct3D 5.0 volt az első változata a bimbózó API – nak, amely széles körben elterjedt a játékpiacon, és közvetlenül versenyzett sokkal több hardverspecifikus, gyakran szabadalmaztatott grafikus könyvtárral, míg az OpenGL erős követést tartott fenn. Direct3D 7.,0 bevezette a hardveres gyorsítású transzformáció és Világítás támogatását (t&L) a Direct3D számára, míg az OpenGL ezt a képességet már a kezdetektől fogva ki volt téve. A 3D gyorsítókártyák túlmutattak azon, hogy csak egyszerű raszterizálók legyenek, hogy újabb jelentős hardver színpadot hozzanak létre a 3D-s megjelenítési csővezetékhez. Az Nvidia GeForce 256 (más néven NV10) volt az első olyan fogyasztói szintű kártya, amelyet hardveresen gyorsított t&L, míg a professzionális 3D kártyák már rendelkeztek ezzel a képességgel., A hardverátalakítás és a világítás, az OpenGL már meglévő funkciói a “90-es években kerültek a fogyasztói szintű hardverekhez, és precedenst teremtettek a későbbi pixel shader és vertex shader egységek számára, amelyek sokkal rugalmasabbak és programozhatóbbak voltak.

2000-2010 közöttSzerkesztés

az Nvidia először programozható árnyékolásra képes chipet készített; a GeForce 3 (nv20 kód). Minden pixelt most egy rövid “program” dolgozhat fel, amely további kép textúrákat tartalmazhat bemenetként, és minden geometriai csúcsot szintén feldolgozhat egy rövid program, mielőtt azt a képernyőre vetítették., Használt az Xbox konzol, ez versenyzett a PlayStation 2, amely egy egyedi vektor egység hardver gyorsított vertex feldolgozás; közkeletű nevén VU0 / VU1. Az Xboxban használt shader execution motorok legkorábbi inkarnációja nem volt általános cél, nem tudott tetszőleges pixel kódot végrehajtani. A csúcsokat és a pixeleket különböző egységek dolgozták fel, amelyeknek saját erőforrásaik voltak, a pixel árnyékolók sokkal szigorúbb korlátokkal rendelkeztek (mivel sokkal magasabb frekvenciákon hajtják végre őket, mint a csúcsoknál)., A Pixel árnyékoló motorok valójában jobban hasonlítottak egy nagymértékben testreszabható funkcióblokkhoz, és nem “futtattak” egy programot. A vertex és a pixel árnyékolás közötti különbségek nagy részét csak jóval később oldották meg az Unified Shader modellel.

október 2002, bevezetésével a ATI Radeon 9700 (más néven R300), a világ első Direct3D 9.0 gyorsító, pixel és vertex shaders lehetett végrehajtani hurkoló és hosszadalmas lebegőpontos matematikai, és gyorsan egyre rugalmas, mint a CPU-k, mégis nagyságrendekkel gyorsabb kép-array műveletek., Pixel árnyékolás gyakran használják bump leképezés, amely hozzáteszi textúra, hogy egy tárgy meg fényes, unalmas, durva, vagy akár kerek vagy extrudált.

az Nvidia GeForce 8 sorozat bevezetésével, majd az új generikus adatfolyam-feldolgozó egység, a GPU-k általánosabb számítástechnikai eszközökké váltak., Ma, párhuzamos Gpu megkezdődött hogy számítási ért el, szemben a CPU-t, valamint egy almező a kutatás, szinkronizált GPU Számítási vagy GPGPU Általános Célú Számítástechnikai GPU, megtalálta az utat a mezők olyan változatos, mint a gépi tanulás, olaj, kutatási, tudományos képfeldolgozás, lineáris algebra, statisztikák, 3D rekonstrukció, de még raktáron az opciók árazási meghatározása. GPGPU abban az időben volt a prekurzor, amit most az úgynevezett számítási shader (pl., CUDA, OpenCL, DirectCompute), és ténylegesen visszaélt a hardver bizonyos fokig kezeli az adatokat továbbított algoritmusok textúra térképek és végrehajtó algoritmusok rajz egy háromszög vagy quad egy megfelelő pixel shader. Ez nyilvánvalóan jár néhány általános mivel egységek, mint a Scan Converter vesznek részt, ahol nem igazán szükséges (sem háromszög manipulációk még aggodalomra ad okot—kivéve, hogy hivatkozhat a pixel shader). Az évek során a GPU-k energiafogyasztása nőtt, ennek kezelésére számos technikát javasoltak.,

az Nvidia CUDA platformja, amelyet először 2007-ben vezettek be, a GPU Számítástechnika legkorábbi széles körben elfogadott programozási modellje volt. Újabban az OpenCL széles körben támogatott. Az OpenCL egy nyílt szabvány, amelyet a Khronos csoport határoz meg, amely lehetővé teszi a kód fejlesztését mind a GPU-k, mind a CPU-k számára, különös tekintettel a hordozhatóságra. Az OpenCL megoldásokat az Intel, az AMD, az Nvidia és az ARM támogatja, és az Evan adatai szerint az OpenCL a GPGPU fejlesztői platform, amelyet a fejlesztők mind az Egyesült Államokban, mind az ázsiai-csendes-óceáni térségben a legszélesebb körben használnak.,

2010 a bemutatáshozszerkesztés

2010 – ben az Nvidia partnerséget kezdett az Audi-val az autók műszerfalainak táplálására. Ezek a Tegra GPU-k működésbe hozták az autók “műszerfalát”, így nagyobb funkcionalitást biztosítottak az autók “navigációs és szórakoztató rendszereinek”. A GPU technológia fejlődése az autókban segített az önvezető technológia előmozdításában. Az AMD Radeon HD 6000 sorozatú kártyáit 2010-ben adták ki, 2011-ben pedig az AMD kiadta a 6000m sorozatú diszkrét GPU-kat, amelyeket mobil eszközökben használnak. Az Nvidia Kepler grafikus kártyái 2012-ben jelentek meg, és az Nvidia 600-as és 700-as sorozatú kártyáiban is megjelentek., Az új GPU mikroarchitektúra egyik jellemzője a GPU boost, egy olyan technológia, amely beállítja a videokártya órajel-sebességét, hogy növelje vagy csökkentse azt a teljesítményhúzásnak megfelelően. A Kepler mikroarchitektúrát a 28 nm-es folyamaton gyártották.

a PS4 és az Xbox One 2013-ban jelent meg, mindketten AMD Radeon HD 7850 és 7790 alapú GPU-kat használnak. Nvidia Kepler vonal GPU követte a Maxwell vonal, gyártott ugyanazon a folyamaton., Az Nvidia által gyártott 28 nm-es chipeket a Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, a TSMC gyártotta,amely akkoriban a 28 nm-es folyamatot használta. A múlt 40 nm-es technológiájához képest ez az új gyártási folyamat lehetővé tette a teljesítmény 20 százalékos növelését, miközben kevesebb energiát vonzott. A virtuális valóság fejhallgatók nagyon magas rendszerkövetelményekkel rendelkeznek. VR headset gyártók ajánlott a GTX 970 és az R9 290X vagy jobb idején a kiadás. A Pascal az Nvidia 2016-ban kiadott fogyasztói grafikus kártyáinak következő generációja., A GeForce 10 sorozatú kártyák a grafikus kártyák ezen generációja alatt vannak. Ezeket a 16 nm-es gyártási eljárással készítik, amely javítja a korábbi mikroarchitektúrákat. Az Nvidia kiadott egy nem fogyasztói kártyát az új Volta architektúra, a Titan V. változások a Titan XP, Pascal high-end kártya, többek között számának növekedése CUDA magok, azzal a kiegészítéssel, tensor magok, és HBM2., Tensor magok magok kifejezetten mély tanulás, míg a nagy sávszélességű memória on-die, halmozott, alacsonyabb órajelű memória, amely egy rendkívül széles memória busz, amely hasznos a Titan V rendeltetésszerű. Annak hangsúlyozására, hogy a Titan V nem játékkártya, az Nvidia eltávolította a “GeForce GTX” utótagot, amelyet hozzáad a fogyasztói játékkártyákhoz.

2018.augusztus 20-án az Nvidia elindította az RTX 20 sorozatú GPU-kat, amelyek sugárkövető magokat adnak a GPU-khoz, javítva a fényhatások teljesítményét. Az AMD Polaris 11 és Polaris 10 GPU-jait 14 nanométeres eljárással gyártják., Kiadásuk az AMD videokártyák wattonkénti teljesítményének jelentős növekedését eredményezi. AMD is megjelent a Vega GPU sorozat a high end piacon, mint a versenytárs Nvidia high end Pascal kártyák, is jellemző HBM2, mint a Titan V.

2019-ben, AMD kiadta az utódja a grafikus mag következő (GCN) mikroarchitektúra/utasításkészlet. Szinkronizált rdna, az első termék felállás jellemző az első generációs RDNA volt a Radeon RX 5000 sorozat Videokártyák, amely később indult július 7, 2019., Később a vállalat bejelentette, hogy az rdna mikroarchitektúra utódja frissítés lesz. Az rdna 2 néven szinkronizált új mikroarchitektúrát állítólag 2020 Q4-ben tervezték kiadni.

az AMD bemutatta a Radeon RX 6000 sorozatot, a következő generációs RDNA 2 grafikus kártyákat, amelyek támogatják a hardveres gyorsítású sugárkövetést egy online rendezvényen, 2020.október 28-án. A felállás kezdetben az RX 6800, RX 6800 XT és RX 6900 XT – ből áll. Az RX 6800 és 6800 XT 2020.November 18-án indult, az RX 6900 XT pedig 2020. December 8-án jelent meg., A Navi 22-en alapuló Rx 6700 és RX 6700 XT változatok várhatóan 2021 első felében jelennek meg.

A PlayStation 5 Xbox Sorozat X-Sorozat, S elengedték 2020-ban, mindkettő használata Gpu alapján RDNS 2-et a saját csíp, valamint a különböző GPU-s konfigurációk esetén minden rendszer”, s a végrehajtás.

GPU companiesEdit

sok vállalat számos márkanév alatt gyártott GPU-kat. 2009-ben az Intel, az Nvidia és az AMD/ATI volt a piacvezető, 49,4% – os, 27,8% – os, illetve 20,6% – os piaci részesedéssel., Azonban ezek a számok közé Intel integrált grafikus megoldások GPU. Ezeket nem számítva az Nvidia és az AMD 2018-tól a piac közel 100 százalékát irányítja. Piaci részesedésük 66% és 33%. Emellett az S3 Graphics és a Matrox GPU-kat is gyárt.A Modern okostelefonok többnyire a Qualcomm Adreno GPU-ját, a PowerVR GPU-kat az Imagination Technologies-től, a Mali GPU-kat pedig az ARM-től használják.