Arhitektura GPU: struktura za vzporedni pretok podatkov [Partition Magic]

povzetek :

arhitektura gpu

Naslednja vsebina vas bo seznanila z GPU arhitektura Podrobno. Na splošno je struktura grafične kartice (od velike do majhne): procesorske gruče (PC) > pretočni večprocesorji (SM) > predpomnilnik navodil nivoja 1 in povezana jedra. Preberite več o strukturah računalniških komponent Spletno mesto za urejevalnik particij MiniTool .





Hitra navigacija:

O GPU (grafični procesni enoti)

Po Wikipediji je kartica GPU, imenovana tudi grafična kartica ali grafična kartica, specializirano elektronsko vezje. Zasnovan je posebej za hitro manipuliranje in spreminjanje pomnilnika za pospešitev ustvarjanja slik v medpomnilniku okvirja, ki je tako namenjen za izpis na prikazovalno napravo, kot je računalniški monitor ali TV zaslon.

Sodobna arhitektura GPU je zelo učinkovita pri manipulaciji grafike in obdelave slik. Zaradi zelo vzporedne strukture je učinkovitejši od splošnega CPU (centralna procesna enota) arhitektura za algoritme, ki vzporedno obdelujejo velike bloke podatkov.



V osebnem računalniku je grafični procesor mogoče vgraditi v razširitveno kartico ( video kartico ), vnaprej nameščen na matični plošči (namenski grafični procesor) ali vgrajen v matrico CPU (integriran grafični procesor).

Arhitektura GPU

Ko se govori o arhitektura video kartice , vedno vključuje ali primerja z arhitekturo CPU.

Arhitektura GPU proti CPU

Funkcija GPU je optimizirati pretok podatkov. Omogoča potiskanje čim več opravil skozi svojo notranjost naenkrat, veliko več opravil, kot jih CPU lahko opravi naenkrat. To je vse zato, ker ima grafična kartica na splošno veliko več jeder kot CPU.



Toda dejansko jedro imenujemo jedro CUDA (Compute Unified Device Architecture), ki je sestavljeno iz popolnoma cevovodnih celih ALU (aritmetična logična enota) in FPU (enota s plavajočo vejico), v GPU. V Arhitektura GPU NVIDIA , ALU podpira popolno 32-bitno natančnost za vsa navodila. In celoštevilski ALU je optimiziran za učinkovito podporo 64-bitnim operacijam z razširjeno natančnostjo ter različnimi navodili, kot so Boolean, primerjava, pretvarjanje, premikanje, premik, bit-obrnjeno vstavljanje, izvleček bitnega polja in štetje populacije.

Na splošno je arhitektura GPU zelo podobna arhitekturi CPU. Oba uporabljata pomnilniške konstrukcije plasti predpomnilnika, globalnega pomnilnika in krmilnika pomnilnika.

Arhitektura GPU na visoki ravni je namenjena podatkovnim vzporednim izračunom prepustnosti in delovanju razpoložljivih jeder, namesto da bi se osredotočali na dostop do predpomnilnika z nizko zamudo, kot je CPU.



Opomba: Podrobno arhitektura grafične kartice je močno odvisna od znamke in modela različnih proizvajalcev; arhitekturo Nvidia GPU in Arhitektura GPU AMD je drugačen.

Osnove arhitekture GPU

V napravi GPU je več procesorskih grozdov (PC), ki vsebujejo več pretočnih večprocesorjev (SM). In vsak SM sprejme plast predpomnilnika navodil sloja 1 skupaj s pripadajočimi jedri. Običajno en SM sprejme namenski predpomnilnik sloja 1 in skupni predpomnilnik sloja 2, preden pridobi podatke iz globalnega GDDR-5 spomin. Zato je Arhitektura GPU procesorja je sprejemljiv za zakasnitev pomnilnika.

GCA (grafično računalniško polje)

Običajno je GCA, znan tudi kot 3D motor, sestavljen iz senčilnikov slikovnih pik, senčilnih točk ali poenotenih senčil, tokovnih procesorjev (jedra CUDA), enot za preslikavo teksture (TMU), izhodnih enot upodabljanja (ROP), L2 predpomnilnik , geometrijski procesorji in tako naprej.



GMC (Krmilnik grafičnega pomnilnika)

GMC, znan tudi kot krmilnik pomnilniškega čipa (MCC) ali enota krmilnika pomnilnika (MCU), je digitalno vezje, ki nadzoruje pretok podatkov, ki gredo v ali iz grafičnega pomnilnika računalnika. Lahko je ločen čip; lahko se vgradi tudi v drug čip, na primer na isti matrici ali kot sestavni del mikroprocesorja. Če GMC obstaja kot sestavni del, se imenuje IMC (Integrated Memory Controller).

GMC upravlja pomnilnik, vključno z VRAM, WRAM, MDRAM, DDR, GDDR in HBM.

VGA BIOS (osnovni vhodni/izhodni sistem video grafike)

VGA BIOS, znan tudi kot video BIOS, je BIOS grafične kartice v računalniku. Gre za ločen čip, ki se nahaja na grafični kartici in ni del GPU-ja.

BIF (bus vmesnik)

Vmesnik vodila (BI) je računalniško vodilo za povezovanje majhnih perifernih naprav, kot je bliskovni pomnilnik, s procesorjem. Običajno vključuje SA, VLB, PCI, AGP in PCIe.

sličica pci proti pcie PCI proti PCIe: v čem je razlika in kako jih razlikovati?

Ta objava vam pove razlike med PCI in PCIe. Pokaže vam tudi, kako jih ločiti.

Preberi več

PMU (Enota za upravljanje moči)

PMU je mikrokrmilnik (mikročip), ki nadzoruje napajalne funkcije digitalnih platform. Ima veliko podobnih komponent kot povprečen računalnik, kot so CPE, pomnilnik, strojna programska oprema, programska oprema itd. PMU je ena redkih komponent, ki ostanejo aktivna tudi, ko je računalnik popolnoma izklopljen, napaja ga rezervna baterija.

V prenosnem računalniku PMU koordinira naslednje funkcije:

  • Spremljajte napajalne povezave in napolnjenost baterije.
  • Zaustavite nepotrebne dele sistema, ko ostanejo v prostem teku.
  • Nadzirajte funkcije spanja in napajanja (vklop ali izklop).
  • Krmiljenje moči drugih integriranih vezij.
  • Upravljajte vmesnik vgrajene tipkovnice ali sledilnih ploščic.
  • Po potrebi napolnite baterije.
  • Regulirajte uro realnega časa (RTC).

VPU (Video Processing Unit)

VPU je specializiran procesor, ki jemlje video tokove kot vhod in lahko izvaja zelo zapletene procese na vhodnem toku. Običajno se uporablja v aplikacijah in napravah za strojno učenje in deluje kot pomožna komponenta v teh napravah.

VPU je video kodek, ki je odgovoren za kodiranje in dekodiranje videa. Torej se imenuje tudi video kodirnik in dekoder. VPU-ji izvajajo stiskanje ali dekompresijo MPEG2 , Theora, VP8, H.264, H.265, VP9, ​​VC-1 itd.

DIF (zaslonski vmesnik)

Zaslonski vmesnik, imenovan tudi krmilnik zaslona, ​​definira serijsko vodilo in komunikacijski protokol med gostiteljem, virom slikovnih podatkov in ciljno napravo. Vključuje RAMDAC, HDMI audio, DP audio, video podlogo ( VGA , DVI , HDMI, DisplayPort , S-Video, kompozitni video, komponentni video), PHY (LVDS, TIMDS) in EDID.

vrata hdmi ne delujejo sličica Vrata HDMI ne delujejo v sistemu Windows 10/11? Tukaj je, kako to popraviti

Poročali so o nekaterih težavah, povezanih z vrati HDMI. ne skrbi Ta članek je napisan za vas, da odpravite težavo z nedelovanjem vrat HDMI.

Preberi več

na kratko, GPU arhitektura je preprosta kot pri CPU. Arhitektura grafične procesne enote ima veliko več jeder kot CPU za doseganje vzporedne obdelave podatkov z večjo toleranco zakasnitve. Takšna vrsta GPU je znana kot GPU splošnega namena (GPGPU), ki se uporablja za pospeševanje računalniških delovnih obremenitev v sodobnem visoko zmogljivem računalniku (HPC).