GPU和图形卡之间有什么关系？

原创：图形卡，GPU和CUDA简介-wu_nan_nan专栏-CSDN博客

什么是图形卡？

视频卡（图形卡）是显示接口卡的全名，也称为显示适配器，是计算机最基本的配置和最重要的附件之一。就像计算机需要网卡进行联网一样，主机中的数据也需要图形卡才能显示在屏幕上。因此，图形卡是执行数模信号转换并承担输出和显示图形任务的计算机。具体来说，图形卡连接到计算机主板，该主板将计算机的数字信号转换为模拟信号以供显示器显示。

原始图形卡通常集成在主板上，仅完成最基本的信号输出工作，而不用于处理数据。随着图形卡的快速发展，GPU的概念应运而生。图形卡也分为独立图形和集成图形（请参阅附件1）。

什么是GPU？

GPU的概念是Nvidia在1999年提出的。GPU是图形卡上的芯片，就像CPU是主板上的芯片一样。那么在1999年之前，显卡上是否没有GPU？当然有，但是当时没有人给它命名，也没有引起足够的重视，并且它的发展相对较慢。

自从英伟达提出GPU的概念以来，GPU进入了快速发展时期。简而言之，它经历了以下发展阶段：

1）仅用于图形渲染，此功能是GPU的初衷，从其名称中可以看出：图形处理单元，图形处理单元；

2）后来，人们发现将GPU用作仅用于图形处理的功能强大的设备太浪费了。应该使用它来做更多的工作，例如浮点运算。如何执行将浮点运算直接交给GPU是不可能的，因为它只能用于图形处理（当时）。最容易想到的是对浮点运算进行一些处理，将其打包到图形渲染任务中，然后将其移交给GPU。这就是GPGPU（通用GPU）的概念。但是，这样做有一个缺点，那就是您必须具有一定的图形知识，否则您将不知道如何打包。

3）因此，为了让不了解图形的人可以体验GPU计算的功能，Nvidia提出了CUDA的概念。

什么是CUDA？

CUDA（计算统一设备体系结构）是一种通用的并行计算体系结构，是一种计算平台。它包括CUDA指令集体系结构和GPU内的并行计算引擎。只要使用与C语言类似的CUDA C语言，就可以开发CUDA程序，以便可以更方便地使用GPU的强大计算能力，而不必像以前那样将计算任务打包到图形渲染任务中，然后将它们交给GPU处理。

请注意，并非所有GPU都支持CUDA。

CPU与GPU之间的关系

在有了GPU之前，基本上所有任务都移交给了CPU。有了GPU，两者就分工了。 CPU负责逻辑事务处理和串行计算，而GPU则专注于执行高度线程化的并行处理任务（计算任务）。为什么会有这样的分工？这取决于两者的硬件组成。

可以看出，CPU是“主机”，GPU是“设备”。无论GPU的发展速度如何，它只能为CPU共享工作，而不能替换CPU。

附件1：离散图形和集成图形之间的区别。

所谓的集成是指图形卡集成在主板上，不能随意更换。独立显卡作为独立设备插入主板的AGP接口，可以随时更换和升级。

此外，集成显卡使用物理内存，而独立显卡具有自己的视频内存。一般来说，同一时期内推出的独立显卡的性能和速度要比集成显卡更好，更快。

值得一提的是，集成图形和离散图形都具有GPU。

附件2：Nvidia显卡分类。

GeForce系列：家庭娱乐。玩游戏必不可少的；

Quadro系列：的图形设计。视频渲染是3ds Max，Maya和其他软件的频繁使用所必需的。

Tesla系列：用于大型并行计算的高端图形卡。土豪必备。

此外，并非所有图形卡都支持流行的物理引擎PhysX。官方文件说支持GeForce 8和更高版本的显卡。

结论：

CUDA只是一个并行计算体系结构，相关概念包括OpenCL，OpenMP等。我们将在下一期中介绍它。

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