什么是图形处理单元 (GPU)？
图形处理单元 (GPU) 是一种能够渲染图形以供电子设备显示的芯片或电子电路。GPU 于 1999 年进入更广泛的市场，最出名的是它能够提供消费者在现代视频和游戏中期望的流畅图形。
概要
- 术语“图形处理单元 (GPU)”是指能够渲染图形以供电子设备显示的芯片或电子电路。
- 尽管“GPU”和“显卡”有所不同，但“GPU”这个术语经常互换使用。
- 尽管 GPU 最初受到视频编辑和电脑游戏爱好者的欢迎，但加密货币的快速增长为它们创造了一个新的市场。
- GPU 于 1999 年首次引入市场，其最出名的功能或许是提供消费者在现代视频和视频游戏中所期望的流畅图形。
- 由于 GPU 在加密货币挖掘中的应用，最近出现了 GPU 短缺的情况。
图形处理单元 (GPU) 的工作原理
视频和 GS 中的图形由多边形坐标组成，这些坐标被转换为位图（此过程称为“渲染”），然后转换为屏幕上显示的信号。这种转换需要图形处理单元 (GPU) 具有强大的处理能力，这也使得 GPU 在机器学习、人工智能和其他需要大量复杂计算的任务中非常有用。
图形处理单元 (GPU) 的历史
1999 年，Nvidia 推出了 Geforce 256，这是第一款广泛使用的 GPU。Nvidia 将 GPU 定义为“集成变换、照明、三角形设置/裁剪和渲染引擎的单芯片处理器，每秒至少能够处理 1000 万个多边形”。GeForce 256 通过优化 3D 游戏性能改进了其他处理器的技术。
虽然 Nvidia 仍然在 GPU 市场上占据主导地位，但技术已经得到了很大的改进。2000 年代，Nvidia 发布了 GeForce 8800 GTX，其纹理填充率高达每秒 368 亿次。
如今，GPU 再次受到欢迎。由于人工智能和加密货币的出现，GPU 的使用范围已扩展到新的行业。GPU 还在建立更广泛、更高质量的虚拟现实游戏方面发挥了作用。
GPU 与 CPU
在 20 世纪 90 年代末 GPU 问世之前，图形渲染由中央处理器 (CPU) 处理。与 CPU 结合使用时，GPU 可以从 CPU 接管一些计算密集型功能（例如渲染），从而提高计算机性能。这加快了应用程序的处理速度，因为 GPU 可以同时执行许多计算。这种转变还允许开发更先进、资源密集型的软件。
GPU 或 CPU 中的数据处理由核心处理。处理单元的核心越多，计算机完成任务的速度就越快（并且可能更高效）。GPU 使用数千个核心来并行处理任务。GPU 的并行结构与 CPU 不同，CPU 使用较少的核心来按顺序处理任务。CPU 可以比 GPU 更快地执行计算，这使其在基本任务方面表现更好。
特别注意事项
“GPU” 一词通常与“显卡”互换使用，尽管两者不同。显卡是一种硬件，包含一个或多个 GPU、子板和其他使显卡能够运行的电子元件。
但是，GPU 可以集成到主板中，也可以安装在显卡的子板上。最初，只有高端计算机才配备显卡。如今，大多数台式计算机通常使用带有 GPU 的独立显卡来提高性能，而不是依赖主板内置的 GPU。
GPU 和加密货币挖掘
虽然 GPU 最初受到视频编辑和电脑游戏爱好者的欢迎，但加密货币的快速增长创造了一个新的市场。这是因为加密货币挖掘需要数千次计算才能将交易添加到区块链中，而使用 GPU 和廉价电力供应可以带来利润。
近年来，两家知名显卡制造商 Nvidia Corp.（ NVDA ）和 Advanced Micro Devices Inc.（ AMD ）由于加密货币挖矿而实现了销售额和收入的快速增长。
这带来的副作用是让非挖矿客户感到沮丧，他们看到价格上涨，供应枯竭。因此，零售商偶尔会限制个人可以购买的显卡数量。虽然比特币等更受欢迎的加密货币的矿工已经转向使用专用且更具成本效益的芯片组（称为专用集成电路 (ASIC)），但图形处理单元仍用于挖掘不太知名的货币。
加密货币的流行导致 GPU 严重短缺。据 Verge 报道，在 eBay 等网站上，GPU 的售价是市价的两到三倍。
GPU 公司示例
超微半导体公司 (AMD) 和 Nvidia (NVDA) 是GPU 市场上最大的两家公司。下面让我们来看看这两家公司。
超微半导体公司（AMD）
AMD是最值得信赖的显卡生产商之一。该制造商于 1969 年在硅谷成立，最初是一家初创公司，开发高性能计算和可视化产品。AMD 于 2006 年收购领先的显卡制造商 ATI，进入 GPU 市场。从那时起，AMD 和 Nvidia 一直是 GPU 市场的主导者。截至 2021 年 5 月，AMD 的市值为 973 亿美元。自 2013 年以来，AMD 已出货超过 5 亿台 GPU，占据了 GPU 市场份额的 17%。
AMD将GPU市场的重心放在PC游戏上，深受全球游戏玩家的喜爱。
英伟达（NVDA）
Nvidia是第一家在 1999 年推出 GPU 的公司。历史上第一款 GPU 被称为 Geforce 256。1999 年也是 Nvidia首次公开募股(IPO) 的一年，发行价为每股 12 美元。截至 2021 年 5 月，该股交易价格约为每股 645 美元。
Nvidia 的市值为 4048 亿美元，控制着 13% 的 GPU 市场份额。
Nvidia 在高级 GPU 市场占有相当大的份额。根据 Nvidia 网站的信息，“目前全球排名前十的超级计算机中有八台使用 NVIDIA GPU、InfiniBand 网络，或者两者兼而有之。最新榜单上，TOP500 系统中有 346 台由 NVIDIA 提供支持。”
Nvidia自己的超级计算机名为Selene，排名全球第五，是世界上速度最快的工业超级计算机。
图形处理单元 (GPU) 常见问题解答
GPU 和 VGA 有什么区别？
GPU 是一种能够用于在电子设备上渲染图形的芯片或电子电路，而 VGA 或视频图形阵列连接器是一种用于传输视频信号和计算机视频输出的物理设备。
如何对 GPU 进行超频？
超频前，请确保彻底清理设备并安装软件的所有更新和错误修复。得益于技术更新，超频相当简单。只需安装 Afterburner 等软件，然后让系统开始工作。安装完成后，运行游戏基准测试以测试新软件。
什么是 GPU 缩放？
GPU 缩放功能可让用户根据显示器的分辨率调整游戏的宽高比。一些用户认为，调整宽高比将进一步提高显示器的图像质量。