图形处理器GPU简介

说起CPU（中央处理器），可能大家都耳熟能详，它是计算机的心脏，大名鼎鼎的英特尔主要生产这种产品。而随着计算机的图形处理任务越来越多，CPU的“兄弟”GPU也逐渐普及起来。

GPU英文全称Graphic Processing Unit，中文翻译为“图形处理器”。它是显示卡的核心部件，也就相当于CPU在电脑中的作用，决定了显卡的档次和大部分性能。NVIDIA公司在1999年首先提出GPU的概念。GPU使显卡减少了对CPU的依赖，并实现了部分原本由CPU承担的工作，尤其是在3D图形处理时。GPU所采用的核心技术有硬件T&L（多边形转换与光源处理）、立方环境材质贴图和顶点混合、纹理压缩和凹凸映射贴图、双重纹理四像素256位渲染引擎等。

GPU的历史要比CPU处理器短得多，但进化速度却要快得多。短短几年时间，GPU显卡在晶体管集成规模、芯片面积、计算性能等各个关键层面上都赶上甚至超过了CPU，就连制造工艺都赶了上来。

显然，无论CPU还是GPU其实都只是计算机的一部分，二者谁也离不开谁，谁也不能代替谁。它们各有自己专注的技术领域和应用范围，是相辅相成的关系。CPU一般擅长处理不规则的数据结构和不可预测的存取模式，以及递归算法、分支密集型代码和单线程程序，通常要涉及复杂的指令调度、循环、分支、逻辑判断、执行等步骤。GPU则正好相反，善于处理规则的数据结构和可预测的存取模式，具体应用包括光影处理、3D 坐标变换、科学计算，等等。换句话说，CPU的长项是整数计算，GPU的优势则是浮点计算。对于整机性能而言，CPU和GPU都是性能的保障，合理的搭配才是重中之重，才能给用户带来最强的综合性能。这也符合“两手都要抓、两手都要硬”的客观规律。

微软发布Windows7 其中一个显著特性就是联合GPU和CPU的强大实力，提升GPU在硬件使用的价值，在Windows7中，CPU与GPU组成了协同处理环境。CPU运算非常复杂的序列代码，而GPU则运行大规模并行应用程序。微软利用DirectX Compute将GPU作为操作系统的核心组成部分之一。DirectX Compute让开发人员能够利用 GPU的大规模并行计算能力，创造出引人入胜的消费级和专业级计算应用程序。简单地说，DirectX Compute就是微软开发的GPU通用计算接口，欲统一GPU通用计算标准，也就是说Windows7 以后GPU的硬件地位将仅次于CPU，发挥出更大的效用。

值得关注的是，现在GPU在手机上开始应用。近几年，智能手机的迅速发展令移动中央处理芯片不堪重负，在处理一些复杂的游戏图形任务时经常会出现死机等现象，于是GPU也加入到手机中来，被集成在处理器之中，扮演着“手机显卡”的角色，成为继CPU之后对于手机性能有着决定性影响的硬件，使得手机图形体验更加劲爽。近日，摩托罗拉推出的ME860和三星推出的Galaxy SII，均引入了GPU。目前市面上比较知名的移动GPU图形芯片有英伟达公司的GeForce系列、Imagination公司的PowerVR SGX系列和高通公司的Adreno系列。