什么是顯卡？什么是GPU？什么是CUDA？詳解他們的關系

顯卡，GPU，CUDA聯(lián)系與區(qū)別？

互聯(lián)網的信息共享真的造福了人類，牛對世界的解讀總能造福我們這種對世界知之甚少的小白。從一個大人物那里竊取一些信息，以便將來回顧。

什么是顯卡？

顯卡（Videocard，Graphicscard）全稱顯示接口卡，又稱顯示適配器，是計算機最基本、最重要的配置之一。就像計算機網絡需要網卡一樣，如果主機中的數據顯示在屏幕上，則需要顯卡。因此，顯卡是電腦進行數模信號轉換的設備，承擔輸出顯示圖形的任務。具體來說，顯卡連接到計算機主板上，它將計算機的數字信號轉換為模擬信號，以顯示顯示器。

原始顯卡一般集成在主板上，只完成最基本的信號輸出，不用于處理數據。隨著顯卡的快速發(fā)展，出現了GPU顯卡也分為獨立顯卡和集成顯卡(見附1)。

什么是GPU？

GPU這個概念是由的Nvidia該公司于1999年提出。GPU是顯卡上的芯片，就像CPU是主板上的一塊芯片。那么1999年之前顯卡上就沒有GPU當然，當時沒有人給它命名，也沒有引起足夠的重視，發(fā)展緩慢。

自Nvidia提出GPU這個概念之后，GPU進入快速發(fā)展時期。簡單地說，它經歷了以下階段：

1.僅用于圖形渲染，此功能為GPU從它的名字可以看出初衷:GraphicProcessingUnit，圖形處理單元；

2.后來人們發(fā)現，GPU如此強大的設備只用于圖形處理過于浪費，它應該用于更多的工作，如浮點操作。怎么做呢？直接交付浮點操作GPU這是不可能的，因為它只能用于圖形處理（當時）。最容易想到的是處理浮點運算，包裝成圖形渲染任務，然后交給GPU來做。這就是GPGPU（GeneralPurposeGPU）的概念。但這樣做有一個缺點，那就是你必須有一定的圖形知識，否則你不知道如何包裝。

因此，為了讓不懂圖形學知識的人體驗到它GPU強大的運算，Nvidia公司又提出了CUDA的概念。

什么是CUDA？

CUDA(ComputeUnifiedDeviceArchitecture)，一般并行計算架構，是一種運算平臺。它包含CUDA指令集架構和GPU內部并行計算引擎。你只需要使用類似C語言的語言CUDAC語言開發(fā)語言CUDA程序可以更方便地使用GPU強大的計算能力，而不是像以前那樣將計算任務包裝成圖形渲染任務GPU處理。

注意，不是一切GPU都支持CUDA。

CPU和GPU的關系

在沒有GPU以前，基本上所有的任務都交給了CPU來做的。有GPU之后，兩者分工，CPU負責處理和串行計算邏輯性強的事物，GPU重點執(zhí)行高度線程并行處理任務(大規(guī)模計算任務)。為什么這樣分工？這是由兩者的硬件組成決定的。

可以看出，CPU是“主（host）”而GPU是“從（device）”，GPU無論發(fā)展多快，都只能替代CPU分擔工作而不是代替CPU。

獨立顯卡和集成顯卡的區(qū)別

所謂集成，是指顯卡集成在主板上，不能隨意更換。獨立顯卡作為插入主板的獨立設備AGP可隨時更換升級接口。

此外，集成圖形卡使用物理內存，而獨立圖形卡有自己的顯存。一般來說，同期推出的獨立圖形卡的性能和速度優(yōu)于集成圖形卡。

值得一提的是，集成顯卡和獨立顯卡都有GPU的。

Nvidia顯卡分類

GeForce系列：家庭娛樂。玩游戲是必要的；

Quadro系列:專業(yè)繪圖設計。視頻渲染，常用3dsMax、Maya等待必要的軟件。

Tesla系列:大規(guī)模并行計算采用高端顯卡。土豪必備。

此外，目前流行的物理引擎PhysX，并不是所有顯卡都支持。官方文檔上說GeForce支持支持后續(xù)顯卡。

結束語：

CUDA知識是一種并行計算架構，相關概念OpenCL、OpenMP等。

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