그래픽 처리 장치

1970sEdit

아케이드 시스템에 보드를 사용하고있다 전문화된 그래픽 회로 1970 년대 이후. 에 초기 비디오 게임 하드웨어,RAM 을 위한 프레임 버퍼되었 비싸다,그래서 비디오 칩을 합성된 데이터로 함께 전시되고 있었 스캔에서 밖으로 모니터링합니다.,

전문 배럴프터 회로가 사용하는 데 도움 CPU 애니메이션 프레임 버퍼는 그래픽을 위한 다양한 1970 년대 아케이드 게임에서 미드웨이 및 타이토 등 총 싸움(1975),바다 늑대(1976)과 공간에 침략자(1978). 1979 년 Namco Galaxian arcade 시스템은 RGB 색상,멀티 컬러 스프라이트 및 tilemap 배경을 지원하는 특수 그래픽 하드웨어를 사용했습니다. 이 갤럭시 안 하드웨어 널리 이용되었습니다 황금 시대 동안 비디오 아케이드 게임,게임 회사와 같은 Namco,Centuri,Gremlin,이렘,코나미,미드웨이,Nichibutsu,Sega 및 Taito.,

홈 시장,아타리 2600 1977 년에 사용되는 비디오 쉬프터 텔레비전이라는 인터페이스 어댑터가 있습니다. 인기 있는 8 비트 컴퓨터(1979)했틱,비디오 프로세서는 해석의 지침을 설명하는”표시”목록—방사선 지도를 보시려트맵 또는 캐릭터 모드 메모리 저장된다(그래서 거기에 필요하지 않은 것 연속적인 프레임 버퍼)., 6502 기계 코드 서브 루틴은 디스플레이 목록 명령어에 비트를 설정하여 스캔 라인에서 트리거 될 수 있습니다. ANTIC 은 또한 CPU 와 독립적으로 부드러운 수직 및 수평 스크롤을 지원했습니다.

1980sEdit

NEC µPD7220 최초의 구현 PC 그래픽 디스플레이므로 프로세서는 단일 큰 규모의 통합(LSI)직접 회로 칩 수 있도록,디자인의 저-비용, 고성능 영상 그래픽 카드 등에서 그 아홉 시각 기술이다., 그것이 된 가장 잘 알려진 GPU 까지 1980 년대 중반까지. 그것은 첫 번째 완전히 통합된 VLSI(매우 큰 규모의 통합)금속 산화물 반도체(NMOS)그래픽 디스플레이 프로세서 Pc 를 위한 지원까지 해상도 1024×1024,기초를 놓을 위한 신흥 PC 그래픽 시장이다. 여러 그래픽 카드에 사용되었으며 인텔 그래픽 처리 장치 중 첫 번째 인텔 82720 과 같은 클론에 대한 라이센스가 부여되었습니다., 1982 년에 출시 된 Williams Electronics arcade 게임 Robotron2084,Joust,Sinistar 및 Bubbles 에는 16 색 비트 맵에서 작동하기위한 맞춤형 블리터 칩이 포함되어 있습니다.

1984 년 히타치는 PC 용 최초의 주요 CMOS 그래픽 프로세서 인 ARTC HD63484 를 출시했습니다. 이 ARTC 었을 표시할 수 있는 최대 4K 의해상도할 때에 단색 모드에서 사용할 수 많은 PC 그래픽 카드 및 터미널 중에서 1980 년대 후반. 1985 년에 코모도어 아미엄 사용자 지정한 그래픽 칩,로 blitter 단위를 가속 비트맵 조작,라인,그리고 지역에 채우는 기능입니다., 도 포함되어 있는 코프로세서 자신의 간단한 명령어 집합,조작할 수 있는 그래픽 하드웨어 등록과 동기화된 비디오 광속(예를 들어 당선 팔레트 스위치 sprite 다중화 및 하드웨어 윈도우),또는 운전 blitter. 1986 년 Texas Instruments 는 최초의 완전 프로그래밍 가능한 그래픽 프로세서 인 TMS34010 을 출시했습니다. 범용 코드를 실행할 수는 있지만 그래픽 지향 명령어 세트가있었습니다. 1990-1992 년 동안이 칩은 Texas Instruments 그래픽 아키텍처(“TIGA”)Windows accelerator 카드의 기초가되었습니다.,

1987,IBM8514 그래픽 시스템을 출시되었으로 하나의 첫 번째 비디오 카드 IBM PC 호환 구현하는 작동하도록 제작되었 2D 프리미티브 전자에서 하드웨어입니다. 날카로운”s X68000,출시 1987 년에 사용되는,그래픽 사용자 지정 칩셋로 65,536color palette 및 하드웨어에 대한 지원 스프라이트,스크롤 및 여러 playfields,결국으로 봉사 개발을 위한 기계를 Capcom”s CP 시스템드 보드입니다., 후지쯔는 나중에 전체 16,777,216 컬러 팔레트를 지원하여 1989 년에 출시 된 FM Towns 컴퓨터와 경쟁했습니다. 1988 년 Namco System21 및 Taito Air System 이 장착 된 최초의 전용 다각형 3D 그래픽 보드가 아케이드에 도입되었습니다.

IBM”s proprietary Video 그래픽 Array(VGA)디스플레이 기준에 도입되었 1987,최대 해상도 640×480 픽셀이 있습니다., 1988 년 11 월 NEC Home Electronics 는 IBM 의 독점 VGA 디스플레이 표준의 후속 제품으로 SUPER VGA(SVGA)컴퓨터 디스플레이 표준을 개발하고 홍보하기 위해 Vesa(Video Electronics Standards Association)의 창설을 발표했습니다. 슈퍼 VGA 지원 그래픽 디스플레이 해상도 최대 800×600 픽셀,36%증가.

1990sEdit

1991,S3 그래픽을 도입했 S3 86C911 는 그것의 디자이너 이 Porsche911 의 표시로 성능 향상을 그 약속입니다., 86C911 모방의 호스트를 양산:1995 년까지,모든 주요 PC 그래픽 칩 업체는 칩에 2D 가속 지원을 추가했다. 이 시간까지 고정 기능 Windows 가속기는 windows 성능에서 값 비싼 범용 그래픽 코 프로세서를 능가했으며 이러한 코 프로세서는 PC 시장에서 사라졌습니다.

1990 년대 내내 2D GUI 가속은 계속 발전했습니다. 제조 기능이 향상됨에 따라 그래픽 칩의 통합 수준도 향상되었습니다., Windows3 용 Microsoft’S WinG graphics library 와 같은 다양한 작업을 위해 Api(application programming interface)가 추가되었습니다.X,및 WINDOWS95 이상 내에서 2D 게임의 하드웨어 가속을위한 이후 DirectDraw 인터페이스.

에서는 초고 1990 년대 중반,실시간 3D 그래픽었다 점점 일반적인 아케이드에,컴퓨터,콘솔 게임,지도하는 증가하는 대중 수요한 하드웨어 가속 3D 그래픽입니다., 초기의 예로는 대용량 시장을 3D 그래픽 하드웨어에서 발견 할 수있는 아케이드 시스템판과 같은 세가 모형 1,Namco 시스템 22,세 Model2,그리고 다섯 번째 세대의 비디오 게임 콘솔 등과 같은 토성,PlayStation,Nintendo64. 아케이드와 같은 시스템 Sega 모델 2 그 남코 마법의 가장자리 넷 시뮬레이터는 1993 년에 있었다할 수 있는 하드웨어 T&L(transform,클리핑,조명)년 전에 나타나는 소비자의 그래픽 카드입니다. 일부 시스템은 변환을 가속화하기 위해 Dsp 를 사용했습니다., 후지쯔는 일에 Sega 모델 2 아케이드 시스템이 작동 시작에 통합 T&L 으로 단일 LSI 솔루션을 사용하기 위해 가정에서 컴퓨터에서 1995 년;후지쯔 Pinolite,첫 번째는 3D 형상을 위한 프로세서는 개인용 컴퓨터,released in1997. 첫 번째 하드웨어 T&L GPU 에서는 홈 비디오 게임 콘솔었 Nintendo64″의 현실이 프로세서,1996 년에 발표했다., 1997 년에는 미츠비시 발표 3Dpro/2MP,완벽한 기능을 갖춘 GPU 능의 변화 및 조명을 위한 워크 스테이션 및 Windows NT 데스크톱 ATi 활용한 파 4000 그래픽 카드 발표에서는 1997.

“GPU”라는 용어는 1994 년에 출시 된 PlayStation 비디오 게임 콘솔에서 32 비트 Sony GPU(Toshiba 가 설계)와 관련하여 Sony 에 의해 만들어졌습니다.

PC 세계에서 저비용 3D 그래픽 칩에 대한 주목할만한 실패한 첫 번째 시도는 S3ViRGE,ATI Rage 및 Matrox Mystique 였습니다. 이 칩은 본질적으로 3d 기능이 볼트로 고정 된 이전 세대의 2D 가속기였습니다., 많은 사람들은 심지어 구현의 용이성과 최소한의 비용으로 이전 세대 칩과 핀 호환 가능했습니다. 처음에는,성능,3D 그래픽으로 가능한 이산 보드에 전념하고 가속 3D 기능(부족 2D GUI 속도로)등으로 PowerVR 및 3dfx 부두. 그러나 제조 기술이 계속 발전함에 따라 비디오,2D GUI 가속 및 3D 기능이 모두 하나의 칩에 통합되었습니다. Rendition”s Verite 칩셋은 주목할 가치가있는만큼이 작업을 수행 한 최초의 제품 중 하나였습니다., 1997 년에는 연주에 갔다 한 단계 더여와 협력 헤라클레스와 후지쯔에”스릴러 음모 프로젝트”결합 후지쯔 FXG-1Pinolite 기하학적 프로세서와 Vérité V2200 핵심하여 만들기를 그래픽 카드에는 풀 T&L engine 년 전에 Nvidia”s GeForce256 입니다. 이 카드,시스템”의 CPU 에 배치 부하를 줄이기 위해 설계,시장에 그것을 만든 적이.,

OpenGL 장은”90 년대 전문가로서 그래픽 API,하지만 원래에서 고통을 줄 수 있는 성능 향상을 허용하고 활 API 단계에서 지배적 인 힘이된 PC 에서 늦은”90 년대입니다. 그러나,이러한 문제점들을 극복하고 활 API 길가에 떨어졌. OpenGL 의 영향으로 결국 광범위한 하드웨어 지원이 이루어졌지만이 기간 동안 OpenGL 의 소프트웨어 구현이 일반적이었습니다. 시간이 지남에 따라 하드웨어에서 제공되는 기능과 OpenGL 에서 제공되는 기능간에 패리티가 나타났습니다., DirectX 들 사이에서 인기를 끌었 Windows 게임 개발자 중 90 년대 후반. 달리 OpenGL,Microsoft 주장을 제공하는 엄격한 하나의 지원 하드웨어입니다. 접근 업데이트 적은 인기 있는 독립형으로 그래픽 API 처음에는,때문에 많은 Gpu 제공하는 자신의 특징을 가지는 기존의 OpenGL 프로 혜택을 누릴 수 있습 떠나,DirectX 자주 한 세대 뒤에 있습니다. (참조:OpenGL 과 Direct3D 의 비교.,)

통해 시간,Microsoft 작동하기 시작했다 더 자세히 하드웨어 개발자를 대상으로 자료의 DirectX 에 맞춰 사람들의 지원을 그래픽 하드웨어가 있습니다. Direct3D5.0 첫 버전의 급성장 API 을 얻을 광범위하게 채택되고 있는 게임 시장,경쟁에 직접 더 많은-하드웨어,특정 독점 그래픽 라이브러리는 동안,OpenGL 유지하고 강력한 다음과 같습니다. Direct3D7.,0 지원을 도입해 하드웨어 가속 변환 및 조명(T&L)for Direct3D 하는 동안,OpenGL 이 기능은 이미 노출부에 설립. 3D accelerator 카드를 넘어 이동하는 간단하 rasterizers 를 추가하는 또 다른 중요한 하드웨어 단계를 3D 렌더링합니다. Nvidia GeForce256(으로도 알려진 NV10)첫 번째 소비자 수준의 카드를 시장에 출시와 함께 하드웨어 가속화된 T&L 하는 동안,직업적인 3D 카드가 이미 이 기능이 있습니다., 하드웨어 변환과 조명은 모두 이미 기존의 특징 OpenGL,온 소비자 레벨 하드웨어에서”90 년대를 설정하고 전례에 대한 후 pixel shader 및 꼭지점 셰이더 단위는 훨씬 더 유연한 프로그래밍할 수 있습니다.

2000 에서 2010Edit

Nvidia 는 프로그래밍 가능한 음영 처리가 가능한 칩을 처음으로 생산했습니다. 각 픽셀의 수에 의해 처리되는 짧은””프로그램을 포함할 수 있습니다 추가 이미지 텍스처럼 입력,그리고 각각의 기하학적 꼭짓점 마찬가지로 처리되는 짧은 프로그램 전에 그것에 투영된 화면입니다., 에서 사용되는 방법에 대해 알아봅니다,그것은 참으로 플레이 스테이션 2,사용하는 사용자 정의 벡터 단위는 하드웨어 가속 꼭짓점 처리,일반적으로 언급하 VU0/VU1. Xbox 에서 사용 된 셰이더 실행 엔진의 초기 화신은 범용이 아니었고 임의의 픽셀 코드를 실행할 수 없었습니다. 꼭지점과 픽셀에 의해 처리되는 다른 단위는 자신의 자원으로 픽셀 데이더 훨씬 엄격한 제약 조건(는 그들의 실행에서 훨씬 더 높은 주파수보다는 정점)., 픽셀 shading 엔진이 실제로 더 가까운 매우 사용자 정의 기능 블록고지 않았다”t 이 정말로”실”은 프로그램입니다. 버텍스와 픽셀 쉐이딩 사이의 이러한 격차의 대부분은 통합 셰이더 모델을 사용하여 훨씬 늦게까지 해결되지 않았습니다.

의 October2002,의 소개와 함께 ATI Radeon9700(으로도 알려진 R300),”세계 최초 Direct3D9.0 단축키,픽셀 및 꼭지점이더 구현할 수 있을 반복하고 긴 부동 소수점 연산,그들의 유연 Cpu,아직 크기 순서를 더 빨리 이미지-배열 작업입니다., 픽셀 음영을 위해 자주 사용하는 범프 매핑을 추가하는,질감하는 개체는 반짝 보고,둔하고,거친,또는 라운드나 내밀었습니다.

Nvidia GeForce8 시리즈가 도입 된 후 새로운 일반 스트림 처리 장치 Gpu 가보다 일반화 된 컴퓨팅 장치가되었습니다., 오늘날,평행 Gpu 를 만들기 시작했다는 계산 침해에 대하여 CPU 및 하위의 연구,불리는 GPU 컴퓨팅 또는 그래픽을 위한 일반적인 목적은 컴퓨팅 GPU,그것의 방법을 발견했으로 분야 등 다양한 기계 학습,석유 탐사,과학적인 이미지 처리,선형 대수학,통계,3D 로 재구성하고 심지어 주식 옵션 가격을 결정합니다. 당시 GPGPU 는 현재 컴퓨팅 셰이더(예:, CUDA OpenCL,다이렉트)및 실제로 학대받은 하드웨어를 정도는 치료에 의해 전달되는 데이터를 알고리즘의 질감으로 지도하고 실행하는 알고리즘을 그림으로 삼각형 또는 가진 쿼드를 적절한 픽셀이더 있습니다. 이것은 분명히 수반하는 일부 경비 때문에 단위 검사 Converter 참여하는”t 는 정말 필요(또는 조작은 삼각형도 관심을 제외하고 호출 pixel shader). 수년에 걸쳐 Gpu 의 에너지 소비가 증가했으며이를 관리하기 위해 몇 가지 기술이 제안되었습니다.,

2007 년에 처음 소개 된 Nvidia 의 CUDA 플랫폼은 GPU 컴퓨팅을위한 최초의 널리 채택 된 프로그래밍 모델이었습니다. 최근에는 OpenCL 이 광범위하게 지원되었습니다. OpenCL 은 khronos Group 이 정의한 개방형 표준으로 이식성에 중점을 둔 Gpu 및 Cpu 용 코드 개발을 허용합니다. OpenCL 솔루션에서 지원 인텔,AMD,Nvidia,그리고 팔고,최근 보고서에 따르면반”s 데이터,OpenCL 은 그래픽을 개발 플랫폼에서 가장 널리 사용해서 개발자에서 모두 우리와 아시아 태평양.,

2010presentEdit

2010 년 Nvidia 는 audi 와 파트너십을 시작하여 자동차에 전원을 공급했습니다”대시 보드. 이 Tegra Gpu 는 자동차에”대시 보드,자동차에 향상된 기능 제공”네비게이션 및 엔터테인먼트 시스템에 전력을 공급했습니다. 자동차의 GPU 기술의 발전은자가 운전 기술을 추진하는 데 도움이되었습니다. AMD 의 Radeon HD6000 시리즈 카드는 2010 년에 출시되었으며 2011 년에는 AMD 가 모바일 장치에 사용할 6000m 시리즈 이산 Gpu 를 출시했습니다. Nvidia 의 케플러 그래픽 카드 라인은 2012 년에 나왔고 Nvidia”s600 및 700 시리즈 카드에 사용되었습니다., 에서 기능이 새로운 GPU 마이크로 아키텍처 포함되어 있 GPU boost 되어 있는지 확인하시기 바랍니다 시계 조정속의 비디오 카드로이 증가 또는 감소에 따라 그것을 그립니다. 케플러 마이크로 아키텍처는 28 나노 미터 공정에서 제조되었습니다.

PS4 와 xbox One 은 2013 년에 출시되었으며 둘 다 AMD 의 Radeon HD7850 및 7790 기반 Gpu 를 사용합니다. Nvidia 의 Gpu 의 케플러 라인은 동일한 공정으로 제조 된 맥스웰 라인에 이어졌습니다., Nvidia 의 28nm 칩은 당시 28nm 공정을 사용하여 제조 한 대만 반도체 제조 회사 인 TSMC 에서 제조되었습니다. 과거의 40nm 기술에 비해이 새로운 제조 공정은 적은 전력을 끌어 올리면서 성능을 20%향상시킬 수있었습니다. 가상 현실 헤드셋은 시스템 요구 사항이 매우 높습니다. VR 헤드셋 제조업체는 출시 당시 GTX970 및 R9 290X 이상을 권장했습니다. 파스칼은 2016 년에 출시 된 엔비디아의 차세대 소비자 그래픽 카드입니다., 지포스 10 시리즈의 카드는이 세대의 그래픽 카드 아래에 있습니다. 그들은 이전 microarchitectures 에 개량하는 16nm 제조공정을 사용하여 합니다. Nvidia 중 하나를 발표했 non-소비자 카드에서 새로운 볼링,타이탄 V. 변경 타이탄에서 XP,파스칼은”s high-end 카드,증가를 포함 수의 쿠 코어 이외의 텐서 코어 및 HBM2., 텐서 코어는 코어는 특별히 설계에 대한 깊은 학습하는 동안,높은 대역폭을 메모리에서 죽고,적층,낮은 메모리 클럭 제공하는 매우 넓은 메모리 버스는 데 유용한 타이탄 V”s 을 용이하게 만듭니다. Titan V 가 게임 카드가 아니라는 점을 강조하기 위해 Nvidia 는 소비자 게임 카드에 추가되는”GeForce GTX”접미사를 제거했습니다.

2018 년 8 월 20 일 Nvidia 는 Gpu 에 레이 트레이싱 코어를 추가하여 조명 효과에 대한 성능을 향상시키는 RTX20 시리즈 Gpu 를 출시했습니다. Amd 의 Polaris11 및 Polaris10Gpu 는 14 나노 미터 공정으로 제작됩니다., 그들의 방출은 AMD 비디오 카드의 와트 당 성과에있는 실질적 증가 귀착된다. AMD 도 베가는 Gpu 는 시리즈에 대한 높은 최종 시장에 대한 경쟁으로 Nvidia”s high end 파스칼은,카드 또한 갖추고 있습니다 HBM2 다음과 같 Titan V.

2019 년,AMD 출시 후계자 그들의 그래픽 핵심은 다음(처럼)마이크로 아키텍처/instruction set. Rdna 로 불리는 rdna 의 1 세대를 특징으로하는 첫 번째 제품 라인업은 나중에 2019 년 7 월 7 일에 출시 된 Radeon RX5000 시리즈의 비디오 카드였습니다., 나중에,회사는 rdna 마이크로 아키텍처의 후계자가 새로 고침 될 것이라고 발표했다. RDNA2 로 불리는 새로운 마이크로 아키텍처는 2020 년 4 분기에 출시 될 예정인 것으로 알려졌다.

AMD 는 2020 년 10 월 28 일 온라인 이벤트에서 하드웨어 가속 레이 트레이싱을 지원하는 차세대 RDNA2 그래픽 카드 인 Radeon RX6000 시리즈를 공개했습니다. 라인업은 처음에는 RX6800,RX6800XT 및 RX6900XT 로 구성됩니다. RX6800 및 6800XT 는 2020 년 11 월 18 일에 출시되었으며 rx6900XT 는 2020 년 12 월 8 일에 출시되었습니다., Navi22 를 기반으로하는 RX6700 및 RX6700XT 변형은 2021 년 상반기에 출시 될 것으로 예상됩니다.

playstation5 및 xbox Series X 및 Series s 는 2020 년에 출시되었으며,둘 다 rdna2 마이크로 아키텍처를 기반으로 Gpu 를 사용하여 각 시스템 구현에서 독점적 인 비틀기와 다른 GPU 구성을 사용합니다.

GPU companiesEdit

많은 기업들이 여러 브랜드 이름으로 Gpu 를 생산했습니다. 2009 년 Intel,Nvidia 및 AMD/ATI 는 각각 49.4%,27.8%및 20.6%의 시장 점유율을 차지했습니다., 그러나 그 숫자에는 Gpu 와 같은 Intel 의 통합 그래픽 솔루션이 포함됩니다. 그것들을 계산하지 않으면 Nvidia 와 AMD 는 2018 년 현재 시장의 거의 100%를 통제합니다. 각각의 시장 점유율은 66%와 33%입니다. 또한 S3Graphics 와 Matrox 는 Gpu 를 생산합니다.최신 스마트 폰은 Qualcomm 의 Adreno Gpu,Imagination Technologies 의 PowerVR Gpu 및 ARM 의 Mali Gpu 를 주로 사용합니다.피>

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