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历史上,3D游戏应用与显示技术的发展休戚相关:一方面30游戏对硬件提出了更高的要求,而另一方面良好的硬件环境又为游戏提供了更广阔的发挥空间。但是最近一段时间我们发现一个有趣的现象,游戏对于显示技术来说已经不是唯一的推动力:其它一些日常应用,如辅助计算,浏览网页,乃至于查看图片等等都与GPU(GraphicProcessing Unit,图形/图像处理单元)扯上了关系。看来GPU已经不再安于现状,除了传统的3D渲染任务之外,未来的GPU又会在哪些领域中大显身手呢?本文将为大家描述一幅未来GPU应用的画卷。
邓:情况确实是这样的。事实上现在GPU的速度已经可以说是相当快了,在很多场合下系统的瓶颈出现在其他部分,比如CPU子系统,内存子系统等,GPU的性能也因此不能完全发挥。解决这个问题的关键是将尽可能多的计算交给GPU来完成。实际上我们看图形处理系统的发展史就是这样。
最初的图形加速器仅仅处理纹理、颤色的混合以及深度(Z)数据等,其余的步骤包括三角形的生成、几何外形的构建与光源的处理都是CPU来完成。
Q5:很多经常上网的用户都有这样的体会——我们在打开一个Flash文件比较多的页面时,CPU的使用率直线上升,半天没有反应。以后GPU可以帮上忙么?
邓:Flash主要是由矢量图型、点阵图形和视频等元素构成。在技术上说实现对Flash一类的应用进行加速完全是可行的,就如刚才那个问题所举的例子,但是这个当然也是需要应用程序的支持。我们相信不久后就会出现可以利用GPU加速Flash一类软件的程序了。
Q7:近两年来国内的HTPC市场迅速升温,大家对“高清显卡”的需求越来越明显。高清显卡有两个特点,就是极低的功耗和静音效果与完善的视频编解码能力。而从传统方面来说,视频编解码都是CPU的工作,但目前看来GPU似乎更胜任这份工作。
邓:高清视频的解码交给GPU来完成是个必然的趋势,因为对于视频的处理来说,GPU毫无疑问比CPU更加适合。
从VCD、DVD过去的历史来看,毫无例外都是由显卡来最终解决视频播放的解码问题(PC平台上)。除了解码外,还有就是后期处理的工作,比如说反转电视电影、高级滤渡以及降噪和边沿增强等功能,这些功能可以大大提高画质,但也会带来的计算压力显著增加。现有的主流甚至一些高端的CPU进行复杂的BD/HD-DVD影片的解码已经是勉为其难了,后期处理更是无从谈起。
NVIDIA也推出了专门的GPU高性能计算产品叫Tesla,这是NVIDIA的一个新的晶牌,专用于解决复杂的计算问题。Tesla产品每个GPU目前可以做到5000亿次浮点计算的能力,甚至达到了一些巨型计算机的性能。目前,GPU通用计算已经在分子医学、油气勘探以及电磁分析等需要高性能计算的领域有了一些成果,和CPU相比,GPU处理这类应用的性能要高几十到上百倍。可以说,GPU高性能计算的前景十分广阔。
邓:我们在前面说过,GPU和CPU完全是针对不同的应用来进行设计的,在架构和应用上的区别非常明显,因此目前看来在可以预见的几年内似乎都不太可能出现一方取代另一方的情况出现。在操作系统以及复杂的程序运 行这些方面还是需要CPU来执行。GPU的应用范围越来越大,更多的是作为第二个专用于复杂计算的处理器。与其说GPU取代CPU的功能,不如说GPU将PC的应用范围扩大到过去没有涉足的地方。我相信CPU和GPU在今后相当长的时间内还是会共存下去,而且丽者都会持续不断地提升性能,以满足越来越复杂的各种应用。至于说台二为一,目前看来言之尚早。
写在最后:
如果你到现在为止还认为GPUP是用作图形运算用途的话,那就大错特错了!GPU是随着3D技术的发展而诞生的,经过了这么多年的洗礼,GPU的应用范畴已经远远超出了诞生时的初衷。我们专家讲堂栏目这次邀请邓先生给大家介绍当前GPU应用的一些最新进展,如果大家有兴趣的话不妨进一步思考,并把你们的想法和建议发给我们。相信不久的未来,GPU当中的“Graphics”将只是众多含义中的一个……

邓:情况确实是这样的。事实上现在GPU的速度已经可以说是相当快了,在很多场合下系统的瓶颈出现在其他部分,比如CPU子系统,内存子系统等,GPU的性能也因此不能完全发挥。解决这个问题的关键是将尽可能多的计算交给GPU来完成。实际上我们看图形处理系统的发展史就是这样。
最初的图形加速器仅仅处理纹理、颤色的混合以及深度(Z)数据等,其余的步骤包括三角形的生成、几何外形的构建与光源的处理都是CPU来完成。

Q5:很多经常上网的用户都有这样的体会——我们在打开一个Flash文件比较多的页面时,CPU的使用率直线上升,半天没有反应。以后GPU可以帮上忙么?
邓:Flash主要是由矢量图型、点阵图形和视频等元素构成。在技术上说实现对Flash一类的应用进行加速完全是可行的,就如刚才那个问题所举的例子,但是这个当然也是需要应用程序的支持。我们相信不久后就会出现可以利用GPU加速Flash一类软件的程序了。

Q7:近两年来国内的HTPC市场迅速升温,大家对“高清显卡”的需求越来越明显。高清显卡有两个特点,就是极低的功耗和静音效果与完善的视频编解码能力。而从传统方面来说,视频编解码都是CPU的工作,但目前看来GPU似乎更胜任这份工作。
邓:高清视频的解码交给GPU来完成是个必然的趋势,因为对于视频的处理来说,GPU毫无疑问比CPU更加适合。
从VCD、DVD过去的历史来看,毫无例外都是由显卡来最终解决视频播放的解码问题(PC平台上)。除了解码外,还有就是后期处理的工作,比如说反转电视电影、高级滤渡以及降噪和边沿增强等功能,这些功能可以大大提高画质,但也会带来的计算压力显著增加。现有的主流甚至一些高端的CPU进行复杂的BD/HD-DVD影片的解码已经是勉为其难了,后期处理更是无从谈起。

NVIDIA也推出了专门的GPU高性能计算产品叫Tesla,这是NVIDIA的一个新的晶牌,专用于解决复杂的计算问题。Tesla产品每个GPU目前可以做到5000亿次浮点计算的能力,甚至达到了一些巨型计算机的性能。目前,GPU通用计算已经在分子医学、油气勘探以及电磁分析等需要高性能计算的领域有了一些成果,和CPU相比,GPU处理这类应用的性能要高几十到上百倍。可以说,GPU高性能计算的前景十分广阔。

邓:我们在前面说过,GPU和CPU完全是针对不同的应用来进行设计的,在架构和应用上的区别非常明显,因此目前看来在可以预见的几年内似乎都不太可能出现一方取代另一方的情况出现。在操作系统以及复杂的程序运 行这些方面还是需要CPU来执行。GPU的应用范围越来越大,更多的是作为第二个专用于复杂计算的处理器。与其说GPU取代CPU的功能,不如说GPU将PC的应用范围扩大到过去没有涉足的地方。我相信CPU和GPU在今后相当长的时间内还是会共存下去,而且丽者都会持续不断地提升性能,以满足越来越复杂的各种应用。至于说台二为一,目前看来言之尚早。

写在最后:
如果你到现在为止还认为GPUP是用作图形运算用途的话,那就大错特错了!GPU是随着3D技术的发展而诞生的,经过了这么多年的洗礼,GPU的应用范畴已经远远超出了诞生时的初衷。我们专家讲堂栏目这次邀请邓先生给大家介绍当前GPU应用的一些最新进展,如果大家有兴趣的话不妨进一步思考,并把你们的想法和建议发给我们。相信不久的未来,GPU当中的“Graphics”将只是众多含义中的一个……