显卡 & GPU基础

王者和马123

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显卡（Video card，Graphics card）全称显示接口卡，又称显示适配器，是计算机最基本配置、最重要的配件之一。就像电脑联网需要网卡，主机里的数据要显示在屏幕上就需要显卡。因此，显卡是电脑进行数模信号转换的设备，承担输出显示图形的任务。具体来说，显卡接在电脑主板上，它将电脑的数字信号转换成模拟信号让显示器显示出来。   原始的显卡一般都是集成在主板上，只完成最基本的信号输出工作，并不用来处理数据。随着显卡的迅速发展，就出现了GPU的概念，显卡也分为独立显卡和集成显卡。

     GPU这个概念是由Nvidia公司于1999年提出的。GPU是显卡上的一块芯片，就像CPU是主板上的一块芯片。自Nvidia提出GPU这个概念后，GPU就进入了快速发展时期。简单来说，其经过了以下几个阶段的发展：

• 仅用于图形渲染，此功能是GPU的初衷，Graphic Processing Unit，图形处理单元；
• 浮点运算，是把浮点运算做一些处理，包装成图形渲染任务，然后交给GPU来做；
  

如前提到，浮点运算需要包装，为了让不懂图形学知识的人也能使用GPU运算能力，提出CUDA。

CUDA(Compute Unified DeviceArchitecture)，通用并行计算架构，是一种运算平台。它包含CUDA指令集架构以及GPU内部的并行计算引擎。使用一种类似于C语言的CUDA C语言，就可以开发CUDA程序，从而可以更加方便的利用GPU强大的计算能力，而不是像以前那样先将计算任务包装成图形渲染任务，再交由GPU处理，并不是所有GPU都支持CUDA。

CPU负责逻辑性强的事物处理和串行计算，GPU则专注于执行高度线程化的并行处理任务（大规模计算任务）。

GPU衡量的参数：

• 计算能力（吞吐量）：计算吞吐量，单位为GFLOP/s，表示每秒的浮点操作数量；
  

28Core@2.5GHZ 双精度浮点性能是：28Core2.5GHZ32FLOPs/Cycle=2240GFLPs=2.24TFLOPs显存大小：全称显示内存，暂时储存显示芯片要处理的数据和处理完毕的数据。显存类型从原来的容量不大的SDR，发展到DDR、SDRAM、DDR3、DDR4等。

• 显存位宽：位数越大则瞬间所能传输的数据量越大，64位、128位、256位和512。512位宽的显存更多应用于高端显卡，而主流显卡基本都采用128和256位显存。
• 显存带宽：指每秒能传输的数据量，显存频率8008MHz，显示位宽192bit，则：显存带宽=8008X192/8/1000(GB/s) =192.2 GB/s
• 显存频率：显存频率指显存在显卡上工作时的频率，以MHz（兆赫兹）为单位。Ø像素填充速率：指GPU一秒钟内能处理多少个像素，单位是GPixel/S（每秒十亿像素），或MPixel/S（每秒百万像素）。像素填充速率是较好衡量GPU图像显示功能的整体指标，说明了显卡能以多快的速度对图像进行光栅化处理。显卡的硬件指标对其速度具有直接影响。
• 纹理填充率，指对多边形图像进行纹理贴图、实现3D效果的速度，和像素填充率类似，单位是GTexels/S或MTexels/S。
• 功率：集显依靠CPU的主板连接提供电源，但独显性能较强，需要单独接电源。如RTX 3080 Ti功率为750w。
• 总线接口：显示卡要插在主板上才能与主板互相交换数据，现在主流接口为PCLe（PCI-Express）。接口提供数据流量带宽，目前主流采用PCLe4.0版本，16个通道。
• Directx支持：是一种应用程序接口（API）。DX由微软编写，由很多的API组成，包括显示、声音、输入和网络。DirectX 11还支持高质量实时渲染和预渲染场景，目前DX已发展到Directx 12版本，提高了多线程效率，可以充分发挥多线程硬件的潜力。
• CUDACore和Tensor Core：为GPU提供计算能力的硬件单元。CUDA core也叫Streaming Processor（SP），是单精度，组成SM的重要部分。Tensor Core已发展到第三代，Tensor Core大幅减少了深度学习需要的时间。Core的数量越多，并行运算的线程越大，计算的峰值越高。
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GPU性能最直接的体现就是画图的速度，对应的指标就是像素填充率和纹理填充率。

Griffin

GPU用的是什么型号