GPU arhitektura: struktura za paralelni protok podataka [Particiona magija]

Sažetak :

Sljedeći sadržaj će vas upoznati sa GPU arhitektura detaljno. Općenito, struktura grafičke kartice je (od velike do male): klasteri procesora (PC) > multiprocesori za strujanje (SM) > predmemorija instrukcija sloja 1 i povezane jezgre. Saznajte više o strukturama računalnih komponenti MiniTool web stranica za uređivanje particija .

Brza navigacija:

• O GPU-u (jedinici za grafičku obradu)
• GPU arhitektura
• Komentari korisnika

O GPU-u (jedinici za grafičku obradu)

Prema Wikipediji, GPU kartica, koja se također naziva grafička kartica ili video kartica, je specijalizirani elektronički sklop. Posebno je dizajniran za brzu manipulaciju i mijenjanje memorije kako bi se ubrzalo stvaranje slika u međuspremniku okvira, stoga je namijenjen za izlaz na uređaj za prikaz kao što je računalni monitor ili TV ekran.

Moderna GPU arhitektura je vrlo učinkovita u manipulaciji grafikom, kao i obradi slika. Vrlo paralelna struktura čini ga učinkovitijim od opće namjene CPU (centralna procesorska jedinica) arhitektura za algoritme, koji paralelno obrađuju velike blokove podataka.

Unutar osobnog računala, GPU se može ugraditi u karticu za proširenje ( video kartica ), unaprijed instaliran na matičnoj ploči (namjenski GPU) ili integriran u CPU matricu (integrirani GPU).

GPU arhitektura

Kada se govori o arhitektura video kartice , uvijek uključuje ili uspoređuje arhitekturu procesora.

GPU vs CPU arhitektura

Funkcija GPU-a je optimizirati protok podataka. Omogućuje guranje što više mogućih zadataka kroz svoje unutarnje dijelove odjednom, mnogo više zadataka nego što CPU može podnijeti odjednom. To je sve zato što, općenito, grafička kartica ima mnogo više jezgri od CPU-a.

Ipak, zapravo, jezgru nazivamo CUDA (Compute Unified Device Architecture) jezgrom, koja se sastoji od potpuno cjevovodnog cjelobrojnog ALU-a (Aritmetičko-logička jedinica) i FPU-a (Jedinica s pomičnim zarezom), u GPU-u. U NVIDIA GPU arhitektura , ALU podržava punu 32-bitnu preciznost za sve upute. I, cjelobrojni ALU je optimiziran za učinkovitu podršku 64-bitnih operacija proširene preciznosti, kao i razne upute kao što su Boolean, usporedba, pretvaranje, pomicanje, pomak, obrnuti umetanje bita, izdvajanje bitnog polja i brojanje populacije.

Općenito, arhitektura GPU-a je vrlo slična onoj CPU-a. Oboje koriste memorijske konstrukcije slojeva predmemorije, globalne memorije i kontrolera memorije.

Arhitektura GPU-a visoke razine temelji se na izračunima paralelne propusnosti podataka i stavljanju dostupnih jezgri na rad umjesto da se usredotočuje na pristup predmemoriji s niskom latencijom kao što je CPU.

Bilješka: Detaljno arhitektura grafičke kartice jako ovisi o marki i modelu različitih proizvođača; Nvidia GPU arhitektura i Arhitektura AMD GPU-a drugačije je.

Osnove GPU arhitekture

Unutar GPU uređaja postoji više klastera procesora (PC) koji sadrže višestruke streaming multiprocesore (SM). I svaki SM prihvaća sloj predmemorije instrukcija sloja 1 zajedno s pripadajućim jezgrama. Obično jedan SM usvaja namjensku predmemoriju sloja 1 i dijeljenu predmemoriju sloja 2 prije nego što povuče podatke iz globalne GDDR-5 memorija. Stoga, Arhitektura GPU procesora je tolerantno za memorijsku latencije.

GCA (grafički računalni niz)

Obično se GCA, također poznat kao 3D motor, sastoji od pikselskih shadera, vrhovih shadera ili unificiranih shadera, stream procesora (CUDA jezgre), jedinica za mapiranje teksture (TMU), izlaznih jedinica renderiranja (ROP), L2 predmemorija , geometrijski procesori i tako dalje.

GMC (kontrolor grafičke memorije)

GMC, također poznat kao kontroler memorijskog čipa (MCC) ili jedinica kontrolera memorije (MCU), digitalni je krug koji kontrolira protok podataka koji ide do ili iz grafičke memorije računala. Može biti zaseban čip; također se može integrirati u drugi čip, na primjer, postaviti na istu matricu ili kao sastavni dio mikroprocesora. Ako GMC postoji kao sastavni dio, naziva se IMC (Integrated Memory Controller).

GMC upravlja memorijom uključujući VRAM, WRAM, MDRAM, DDR, GDDR i HBM.

VGA BIOS (osnovni ulazno/izlazni sustav videografike)

VGA BIOS, također poznat kao video BIOS, je BIOS grafičke kartice u računalu. To je zaseban čip koji se nalazi na grafičkoj kartici, a ne dio GPU-a.

BIF (sabirničko sučelje)

Sučelje sabirnice (BI) je računalna sabirnica za povezivanje malih perifernih uređaja kao što je flash memorija s procesorom. Obično uključuje SA, VLB, PCI, AGP i PCIe.

PCI vs PCIe: Koja je razlika i kako ih razlikovati?

Ovaj post vam govori o razlikama između PCI i PCIe. Također vam pokazuje kako ih razlikovati.

Čitaj više

PMU (Jedinica za upravljanje energijom)

PMU je mikrokontroler (mikročip) koji kontrolira funkcije napajanja digitalnih platformi. Ima mnogo komponenti sličnih prosječnom računalu, kao što su CPU, memorija, firmware, softver itd. PMU je jedna od rijetkih komponenti koje ostaju aktivne čak i kada je računalo potpuno isključeno, a napaja ga rezervna baterija.

U prijenosnom računalu PMU koordinira sljedeće funkcije:

• Pratite priključke za napajanje i napunjenost baterije.
• Isključite nepotrebne dijelove sustava kada ne rade.
• Kontrolirajte funkcije mirovanja i napajanja (uključeno ili isključeno).
• Upravljajte napajanjem drugim integriranim krugovima.
• Upravljajte sučeljem ugrađene tipkovnice ili dodirnih ploča.
• Po potrebi napunite baterije.
• Regulirajte sat stvarnog vremena (RTC).

VPU (Jedinica za obradu videa)

VPU je specijalizirani procesor koji uzima video tokove kao ulaz i može izvršiti vrlo složene procese na ulaznom toku. Obično se koristi u aplikacijama i uređajima za strojno učenje i funkcionira kao pomoćna komponenta u tim uređajima.

VPU je video kodek odgovoran za video kodiranje i dekodiranje. Dakle, naziva se i video koder i dekoder. VPU-ovi izvode kompresiju ili dekompresiju MPEG2 , Theora, VP8, H.264, H.265, VP9, ​​VC-1, itd.

DIF (sučelje zaslona)

Sučelje zaslona, ​​također zvano kontroler zaslona, ​​definira serijsku sabirnicu i komunikacijski protokol između glavnog računala, izvora slikovnih podataka i odredišnog uređaja. Uključuje RAMDAC, HDMI audio, DP audio, video podlogu ( VGA , DVI , HDMI, DisplayPort , S-Video, kompozitni video, komponentni video), PHY (LVDS, TIMDS) i EDID.

HDMI priključak ne radi u sustavu Windows 10/11? Evo kako to popraviti

Prijavljeni su neki problemi povezani s HDMI priključkom. ne brinite. Ovaj je članak napisan za vas kako biste riješili problem koji HDMI port ne radi.

Čitaj više

U suštini, GPU arhitektura jednostavan je od CPU-a. Arhitektura grafičke procesorske jedinice ima mnogo više jezgri od CPU-a za postizanje paralelne obrade podataka s većom toleriranom latencijom. Takva vrsta GPU-a poznata je kao GPU opće namjene (GPGPU) koji se koristi za ubrzanje računalnih opterećenja u modernom računarstvu visokih performansi (HPC).