グラフィックス処理ユニット
1970sEdit
アーケードシステムボードは1970年代から専用のグラフィックス回路を使用していた。,
専用のバレルシフター回路を使用して、ミッドウェイとタイトーの1970年代のアーケードゲーム”ガンファイト”（1975年）、”シーウルフ”（1976年）、”スペースインベーダー”（1978年）などのフレームバッファーグラフィックスをCPUにアニメーション化させた。 は、バンダイナムコGalaxianアーケードシステム1979年に使う専門グラフィックスハードウェア支援RGB色マルチカラspritesとtilemapであった。 ギャラクシアンのハードウェアは、ナムコ、センチュリ、グレムリン、アイレム、コナミ、ミッドウェイ、ニチブツ、セガ、タイトーなどのゲーム会社によって、アーケードゲームの黄金時代に広く使用されていた。,
Atari130XEマザーボード上のAtari ANTICマイクロプロセッサ
国内市場では、Atari2600は1977年にテレビインターフェイスアダプタと呼ばれるビデオシフタを使用しました。 Atari8ビットコンピュータ（1979年）にはANTICというビデオプロセッサがあり、スキャンラインが特定のビットマップまたは文字モードにマッピングされ、メモリが格納されている場所（連続したフレームバッファを持つ必要はなかった）を記述する命令を解釈する。, 6502マシンコードサブルーチンは、表示リスト命令にビットを設定することにより、スキャンライン上でトリガすること ANTICにも対応して滑らかな垂直および水平スクロールは独立したCPUを搭載しています。
1980sEdit
NEC µPD7220A
NEC µPD7220は、ナンバーナインビジュアルテクノロジーのような低コストで高性能なビデオグラフィックスカードの設計を可能にする単一の大規模集積（LSI）集積回路チップとしてPCグラフィックスディスプレイプロセッサの最初の実装であった。, 1980年代半ばまで最もよく知られていたGPUとなり、PC用のVLSI(very large-scale integration)金属-酸化物-半導体(NMOS)グラフィックスディスプレイプロセッサとしては初めて、最大解像度1024x1024をサポートし、新興のPCグラフィックス市場の基礎を築いた。 それはいくつかのグラフィックスカードで使用され、Intel82720、Intelのグラフィックスの処理装置の最初のようなクローンのために認可されました。, のウニのアーケードゲームRobotron2084,Joust,Sinistar、気泡、すべて1982年にリリースされ、カスタムblitterチップを操作する16のカラービットマップ.
1984年、日立はPC用の最初の主要なCMOSグラフィックスプロセッサであるARTC HD63484をリリースしました。 ARTCはモノクロモード時に4K解像度まで表示でき、1980年代後半には多くのPCグラフィックスカードや端末で使用されていました。1985年にはコモドールAmigaにカスタムグラフィックスチップが搭載され、ビットマップ操作、ライン描画、エリア塗りつぶし機能が高速化されました。, また、独自の単純な命令セットを持つコプロセッサも含まれており、ビデオビームと同期してグラフィックスハードウェアレジスタを操作することができる（例えば、走査線ごとのパレットスイッチ、スプライト多重化、ハードウェアウィンドウ）。 1986年、テキサス-イ それは汎用コードを実行することができますが、グラフィック指向の命令セットがありました。 中1990年～1992年、このチップの基礎となったキットをグラフィック建築(“ティガ”Windows加速器です。,
IBM8514マイクロチャネルアダプター、メモリアドオン付き。
1987年、IBM8514グラフィックスシステムは、電子ハードウェアに固定機能2Dプリミティブを実装するIBM PC互換用の最初のビデオカードの一つとしてリリースされた。 シャープのX68000は1987年に発売され、65,536色のカラーパレットとスプライト、スクロール、複数のプレイフィールドをサポートするカスタムグラフィックスチップセットを使用し、最終的にカプコンのCPシステムアーケードボードの開発マシンとして機能した。, その後、富士通はFM Townsコンピュータと競合し、1989年にリリースされた16,777,216カラーパレットをサポートした。 1988年には、ナムコシステム21やタイトーエアシステムとともにアーケードに初めて専用ポリゴン3Dグラフィックスボードが導入された。
IBM PS/55のマザーボード上のVGAセクション
IBM独自のビデオグラフィックスアレイ(VGA)ディスプレイ標準は1987年に導入され、最大解像度は640×480ピクセルです。, 1988年、NECホームエレクトロニクスは、IBM独自のVGAディスプレイ規格の後継として、スーパー VGA（SVGA）コンピュータディスプレイ規格を開発-推進するために、ビデオエレクトロニクス規格協会（VESA）の創設を発表した。 極度のVGAは800×600ピクセル、36%の増加までのグラフィックスの表示決断を可能にしました。
1990sEdit
Voodoo3 2000AGPカード
1991年、S3GraphicsはS3 86C911を発表し、デザイナーはポルシェ911にちなんで命名した。, 86C911は多くの模倣者を生み出し、1995年までにすべての主要なPCグラフィックスチップメーカーが2Dアクセラレーションサポートをチップに追加した。 この頃までに、固定機能のWindowsアクセラレータは、windowsのパフォーマンスにおいて高価な汎用グラフィックスコプロセッサを上回っており、これらのコプロセッサはPC市場から衰退した。
1990年代を通じて、2D GUIアクセラレーションは進化を続けました。 製造能力が向上するにつれて、グラフィックスチップの統合レベルも向上しました。, Windows3用のマイクロソフトのWinGグラフィックスライブラリなど、さまざまなタスク用に追加のアプリケーションプログラミンx、その後DirectDrawインタフェースハードウェア高速2次元ゲーム内のWindows95以降である。
1990年代初頭から半ばにかけて、アーケード、コンピュータ、コンソールゲームでリアルタイム3Dグラフィックスがますます一般的になり、ハードウェア加速3Dグラフィックスに対する国民の需要が高まっていた。, マスマーケット3Dグラフィックスハードウェアの初期の例は、セガモデル1、ナムコシステム22、セガモデル2などのアーケードシステムボードや、サターン、プレイステーション、ニンテンドー64などの第五世代のビデオゲームコンソールに見られる。 セガモデル2やナムコマジックエッジホーネットシミュレータなどのアーケードシステムは、1993年にハードウェアT&L（変換、クリッピング、ライティング）がコンシューマーグラフィックスカードに登場する前に可能であった。 一部のシステムを使用Dspを加速小さなものに過ぎません。, セガモデル2アーケードシステムを手がけた富士通は、1995年にt&Lを家庭用LSIソリューションに統合する取り組みを開始し、パーソナルコンピュータ用の最初の3Dジオメトリプロセッサである富士通ピノライトは1997年にリリースされた。 家庭用ゲーム機の最初のハードウェアT&L GPUは、Nintendo64のリアリティコプロセッサで、1996年にリリースされました。, 1997年、三菱はワークステーションおよびWindows NTデスクトップ向けに変換および照明が可能なフル機能のGPUである3Dpro/2MPをリリースし、ATiはFireGL4000グラフィックスカードに1997年にリリースされた。
“GPU”という用語は、ソニーによって32ビットのSony GPU（東芝によって設計された）を参照して1994年にリリースされたPlayStationビデオゲームコンソールで造語されました。
PCの世界では、低コストの3Dグラフィックスチップの最初の試行に失敗したのはS3ViRGE、ATI Rage、Matrox Mystiqueでした。 これらのチップは、本質的には、前世代の2次元加速器から3次元の特徴をボルト止めします。, 多くは、実装を容易にし、コストを最小限に抑えるために、以前の世代のチップとピン互換でさえありました。 当初、パフォーマンス3Dグラフィックスは、PowerVRや3dfx Voodooのような3D機能を加速するためのディスクリートボード（および2D GUIアクセラレーションを完全に欠 しかし、製造技術の進歩に伴い、ビデオ、2D GUIアクセラレーション、3D機能はすべてワンチップに統合されました。 RenditionのVeriteチップセットは、注目に値するほど十分にこれを行う最初のものでした。, 1997年、レンディションはヘラクレスと富士通と共同で、富士通FXG-1ピノライトジオメトリプロセッサとVérité V2200コアを組み合わせて、NvidiaのGeForce256の数年前にフルT&Lエンジンを搭載したグラフィックスカードを作成する”Thriller Conspiracy”プロジェクトでさらに一歩進んだ。 このカード、低負荷時にシステム”s CPUを作ったことはありませんでます。,
OpenGLは90年代初頭にプロフェッショナルなグラフィックスAPIとして登場しましたが、もともとパフォーマンスの問題に苦しんでいましたが、90年代後半にGlide APIがステップインしてpc上で支配的な力になることができましたが、これらの問題はすぐに克服され、Glide APIは道端に落ちました。 OpenGLのソフトウェア実装はこの間一般的であったが、OpenGLの影響は最終的には広範なハードウェアサポートにつながった。 時には、パリティが間に特にハードウェアとのでOpenGL., DirectXは90年代後半にWindowsゲーム開発者の間で人気となり、OpenGLとは異なり、マイクロソフトはハードウェアの厳格な一対一のサポートを提供することを主張した。 このアプローチは、多くのGpuが既存のOpenGLアプリケーションがすでに恩恵を受けることができた独自の機能を提供していたため、DirectXをスタンドアロンのグラフィックAPIとしてあまり普及しなかった。 （参照：OpenGLとDirect3Dの比較。,)
時間が経つにつれて、Microsoftはハードウェア開発者とより密接に協力し始め、DirectXのリリースをサポートするグラフィックスハードウェアのリリースと一致するよう Direct3D5.0は急成長しているAPIの最初のバージョンであり、ゲーム市場で広く採用され、より多くのハードウェア固有の、しばしばプロプライエタリなグラフィックスライブラリと直接競合し、OpenGLは強力なフォローを維持した。 Direct3D7.,0Direct3Dのハードウェアアクセラレーション変換とライティング(T&L)のサポートが導入されましたが、OpenGLは当初からこの機能をすでに公開していました。 3D加速器のカードを超えているだけで簡単にrasterizersの追加もう一つの重要なハードウェアジメントシステムに対する3Dレンダリングパイプライン Nvidia GeForce256（NV10とも呼ばれます）は、ハードウェアアクセラレーションT&Lで市場でリリースされた最初の消費者レベルのカードでしたが、professional3Dカードはすでにこの機能を持っていました。, OpenGLの既存の機能であるハードウェアトランスフォームとライティングは、90年代にコンシューマレベルのハードウェアに登場し、はるかに柔軟でプログラム可
2000to2010Edit
Nvidiaは、プログラム可能なシェーディングが可能なチップを最初に生産しました;GeForce3(コードネームNV20). 各ピクセルは、入力として追加の画像テクスチャを含む短い”プログラム”によって処理され、各幾何学的頂点は、画面に投影される前に短いプログラムによって処理されることができるようになった。, Xboxコンソールで使用され、PlayStation2と競合し、ハードウェアアクセラレーションされた頂点処理にカスタムベクトルユニットを使用しました。VU0/VU1と呼ばれています。 Xboxで使用されていたシェーダ実行エンジンの初期の化身は汎用ではなく、任意のピクセルコードを実行できませんでした。 頂点とピクセルは、はるかに厳しい制約を持つピクセルシェーダを持つ独自のリソースを持つ異なる単位によって処理されました（頂点よりもはるかに高い周波数で実行されるため）。, ピクセルの陰影のエンジンったように高度にカスタマイズ機能ブロックなかったら本当にファイル名を指定して実行します。 これらの多くの格差点およびピクセルの濃淡いのは当たり前だけど、そこにおいて、統一シェーダーのモデルです。
2002年までに、ATI Radeon9700（R300とも呼ばれる）の導入により、世界初のDirect3D9.0アクセラレータ、ピクセル、頂点シェーダはループと長い浮動小数点演算を実装でき、Cpuと同じくらい柔軟になりつつあったが、イメージアレイ操作に対しては桁違いに高速になっていた。, ピクセルシェーディングは、テクスチャを追加するバンプマッピングによく使用されます。
Nvidia GeForce8シリーズの導入により、新しい一般的なストリーム処理ユニットGpuは、より一般化されたコンピューティングデバイスとなりました。, 今日、並列GpuはCPUに対して計算進入を始めており、GPU上の汎用コンピューティングのためのGPUコンピューティングまたはGPGPUと呼ばれる研究のサブフィールドは、機械学習、石油探査、科学的画像処理、線形代数、統計、3D再構成、さらにはストックオプションの価格決定などの多様な分野にその方法を発見しました。 当時のGPGPUは現在コンピューティングシェーダーと呼ばれるものの先駆けでした（例えば, Cuda、OpenCL、DirectCompute）と実際には、アルゴリズムに渡されたデータをテクスチャマップとして扱い、適切なピクセルシェーダで三角形または四角形を描画することによ これは明らかに、スキャンコンバータのようなユニットが本当に必要ではない場所に関与しているため、いくつかのオーバーヘッドを伴います（ピクセルシェー 長年にわたり、Gpuのエネルギー消費が増加し、それを管理するために、いくつかの技術が提案されています。,
Nvidia”s CUDAムに導入された2007年には、早期に幅広く採用プログラミングモデルのためのGPUコンピューティング 最近ではOpenCLが広くサポートされるようになった。 OpenCLはKhronosグループによって定義されたオープン標準で、移植性に重点を置いたGpuとCpuの両方のコードの開発を可能にします。 OpenclソリューションはIntel、AMD、Nvidia、ARMによってサポートされており、Evanのデータによる最近のレポートによると、OpenCLは米国とアジア太平洋地域の両方の開発者によって最も広く使用されているGPGPU開発プラットフォームです。,
2010to presentEdit
2010年、NvidiaはAudiとのパートナーシップを開始し、車のダッシュボードに電力を供給しました。 これらのTegra Gpuは、車の”ダッシュボードに電力を供給し、車のナビゲーションとエンターテイメントシステムに機能を 自動車におけるGPU技術の進歩は、自動運転技術を押し上げるのに役立っています。 AMDのRadeon HD6000シリーズカードは2010年にリリースされ、2011年にAMDはモバイルデバイスで使用される6000MシリーズのディスクリートGpuをリリースしました。 NvidiaによるグラフィックスカードのKeplerラインは2012年に出てきて、Nvidiaの600および700シリーズカードで使用されました。, この新しいGPUマイクロアーキテクチャの機能には、ビデオカードのクロック速度を調整して消費電力に応じて増減する技術であるGPU boostが含まれていま ケプラーマイクロアーキテクチャは28nmプロセスで製造された。
PS4とXbox Oneは2013年にリリースされ、どちらもAMDのRadeon HD7850と7790をベースにしたGpuを使用しています。 NvidiaのGpuのKeplerラインに続いて、同じプロセスで製造されたMaxwellラインが続きました。, Nvidiaによる28nmチップは、当時28nmプロセスを使用して製造されていた台湾の半導体製造会社であるTSMCによって製造されました。 過去からの40nmの技術と比較されて、この新しい製造工程はより少ない力を引いている間性能の20パーセントの倍力を可能にした。 仮想現実にはヘッドセットは非常に高い。 VRヘッドセットメーカーは、リリース時にGTX970とR9 290X以上を推奨しました。 パスカルは、次世代の消費者のグラフィック-カードNvidiaの発売から2016年度, のGeForce10シリーズのカードをこの世代のグラフィックです。 それらは前のマイクロアーキテクチャに改良する16nmの製造工程を使用してなされる。 PascalのハイエンドカードであるTitan XPからの変更点には、CUDAコアの増加、tensorコアの追加、HBM2などがあります。, Tensorコアは深層学習用に特別に設計されたコアですが、高帯域幅のメモリはオンダイ、スタック、低クロックのメモリで、Titan Vの意図した目的に役立つ非常に広いメモリバスを提供します。 Titan Vはゲームカードではないことを強調するために、Nvidiaは消費者向けゲームカードに追加される”GeForce GTX”サフィックスを削除しました。
August20,2018,NvidiaはGpuにレイトレーシングコアを追加するRTX20シリーズGpuを発売し、照明効果に対するパフォーマンスを向上させました。 AMDのPolaris11およびPolaris10Gpuは、14ナノメートルプロセスによって製造されています。, これらのリリースにより、AMDビデオカードのワット当たりの性能が大幅に向上します。 AMDはまた、NvidiaのハイエンドPascalカードのライバルとして、ハイエンド市場向けのVega Gpuシリーズをリリースしました。
2019年、AMDはGraphics Core Next(GCN)マイクロアーキテクチャ/命令セットの後継をリリースしました。 RDNAと呼ばれ、RDNAの第一世代を特徴とする最初の製品ラインナップは、Radeon RX5000シリーズのビデオカードであり、後にJuly7、2019に発売されました。, その後、同社はRDNAマイクロアーキテクチャの後継が更新されることを発表した。 RDNA2と呼ばれる新しいマイクロアーキテクチャは、Q4 2020年にリリースされる予定であったと伝えられている。
AMDはRadeon RX6000シリーズ、ハードウェア加速レイトレーシングをサポートする次世代RDNA2グラフィックスカードをOctober28、2020のオンラインイベントで発表しました。 ラインナップは当初、RX6800、RX6800XT、RX6900XTで構成されています。 RX6800および6800XTは18日、2020年に発売され、RX6900XTは8日、2020年にリリースされた。, RX6700およびRX6700XTのバリエーションは、Navi22をベースにしており、2021年前半に発売される予定です。
PlayStation5とXbox Series XとSeries Sは2020年にリリースされ、どちらもRDNA2マイクロアーキテクチャをベースにしたGpuを使用し、独自の調整と各システムの実装で異なるGPU構成を使用しています。
GPU companiesEdit
多くの企業が多数のブランド名でGpuを生産しています。 2009年には、インテル、Nvidia、AMD/ATIがそれぞれ49.4％、27.8％、20.6％の市場シェアを持つ市場シェアのリーダーでした。, しかし、その数などのインテル”s統合グラフィックスソリューションのGpu. それらを数えないと、NvidiaとAMDは市場のほぼ100％を2018の時点で制御しています。 それぞれの市場占有率は66%および33%です。 さらに、S3GraphicsとMatroxはGpuを生成します。現代のスマートフォンは、主にQualcommのAdreno Gpu、Imagination TechnologiesのPowerVR Gpu、ARMのMali Gpuを使用しています。