GPU-Bộ xử lý đồ họa

GeForce 6600GT (NV43) GPU

Bộ xử lý đồ họa (GPUgraphics processing unit), đôi khi được gọi là bộ xử lý hình ảnh (VPU, visual processing unit), là một mạch điện tử tích hợp chuyên dụng được thiết kế để thao tác và truy cập bộ nhớ đồ họa một cách nhanh chóng, để tăng tốc việc tạo ra các hình ảnh trong bộ đệm khung hình dành cho ngõ ra tới màn hình hiển thị. Ngoài ra GPU còn có thể dùng để xử lý các dữ liệu khác ngoài hình ảnh mà CPU yêu cầu xử lý

GPU được sử dụng trong các hệ thống nhúng, điện thoại di động, máy tính cá nhân, máy trạm, máy chơi game console và hệ thống cần xử lý các tệp lệnh lớn. GPU hiện đại rất hiệu quả trong việc thao tác đồ họa máy tính và xử lý hình ảnh, và các cấu trúc song song mức cao của nó làm cho nó hiệu quả hơn so với các CPU đa dụng, mà việc xử lý khối lượng lớn các dữ liệu được thực hiện song song. Trong một máy tính cá nhân một GPU có thể có mặt trên một card video, được nhúng trên bo mạch chủ, hoặc tích hợp trong một số CPU [1].

Thuật ngữ bộ xử lý đồ họa GPU được Nvidia đưa ra năm 1999, đánh dấu bằng sự ra đời của GeForce 256 là “GPU đầu tiên trên thế giới” [2]. Nó được trình bày như là một “bộ vi xử lý chip đơn với biến đổi tích hợp, nhẹ, thiết lập tam giác / clipping, và rendering engines” [3]. Đối thủ của họ là ATI Technologies đưa ra thuật ngữ “bộ xử lý hình ảnh” VPU với việc phát hành của Radeon 9700 vào năm 2002 [4].

Lịch sử

1970s

Các bo mạch arcade đã sử dụng các mạch đồ họa chuyên dụng từ những năm 1970. Trong các phần cứng chơi game thời kỳ đầu, do RAM dành cho bộ đệm khung hình đắt tiền nên các chip đồ hoạ này tổng hợp dữ liệu trong lúc hình ảnh đang được quét lên màn hình.

Một mạch barrel shifter đặc biệt được sử đụng để giúp CPU làm hình ảnh di chuyển trong bộ đệm khung hình trong nhiều game arcade thập niên 70 của Midway và Taito, như Gunfight (1975), Sea Wolf (1976), Space Invaders (1978). Hệ thống arcade của Namco Galaxian sử dụng phần cứng đồ họa chuyên biệt hỗ trợ màu RGB, sprite nhiều màu và hình nền tilemap. Phần cứng Galaxian được sử dụng rộng rãi trong thời kỳ hoàng kim của arcade, bỏi các công ty như Namco, Centuri, Gremlin, Irem, Konami, Midway, Nichibutsu, Sega và Taito.

Ở thị trường gia đình, máy Atari 2600 năm 1977 sử dụng một video shifter gọi là Television Interface Adaptor (TIA). Các máy tính Atari 8 bit (1979) có ANTIC, một bộ xử lý video tiếp nhận các lệnh mô tả một “danh sách hiển thị”– cách mà các scan line

Chức năng tính toán

Các GPU hiện đại sử dụng hầu hết các transistor của nó để thực hiện các tính toán liên quan đến đồ họa 3D. Ngoài phần cứng 3D ra, các GPU ngày nay còn có khả năng tăng tốc đồ họa 2D và bộ đệm khung hình

Nguồn Wikipedia