什麼是圖形處理單元 (GPU)？
圖形處理單元 (GPU) 是一種能夠渲染圖形以供電子設備顯示的芯片或電子電路。GPU 於 1999 年進入更廣泛的市場，最出名的是它能夠提供消費者在現代視頻和遊戲中期望的流暢圖形。
重點摘要
- 術語“圖形處理單元 (GPU)”是指能夠渲染圖形以供電子設備顯示的芯片或電子電路。
- 儘管“GPU”和“顯卡”有所不同，但“GPU”這個術語經常互換使用。
- 儘管 GPU 最初受到視頻編輯和電腦遊戲愛好者的歡迎，但加密貨幣的快速增長爲它們創造了一個新的市場。
- GPU 於 1999 年首次引入市場，其最出名的功能或許是提供消費者在現代視頻和視頻遊戲中所期望的流暢圖形。
- 由於 GPU 在加密貨幣挖掘中的應用，最近出現了 GPU 短缺的情況。
圖形處理單元 (GPU) 的工作原理
視頻和 GS 中的圖形由多邊形座標組成，這些座標被轉換爲位圖（此過程稱爲“渲染”），然後轉換爲屏幕上顯示的信號。這種轉換需要圖形處理單元 (GPU) 具有強大的處理能力，這也使得 GPU 在機器學習、人工智能和其他需要大量複雜計算的任務中非常有用。
圖形處理單元 (GPU) 的歷史
1999 年，Nvidia 推出了 Geforce 256，這是第一款廣泛使用的 GPU。Nvidia 將 GPU 定義爲“集成變換、照明、三角形設置/裁剪和渲染引擎的單芯片處理器，每秒至少能夠處理 1000 萬個多邊形”。GeForce 256 通過優化 3D 遊戲性能改進了其他處理器的技術。
雖然 Nvidia 仍然在 GPU 市場上佔據主導地位，但技術已經得到了很大的改進。2000 年代，Nvidia 發佈了 GeForce 8800 GTX，其紋理填充率高達每秒 368 億次。
如今，GPU 再次受到歡迎。由於人工智能和加密貨幣的出現，GPU 的使用範圍已擴展到新的行業。GPU 還在建立更廣泛、更高質量的虛擬現實遊戲方面發揮了作用。
GPU 與 CPU
在 20 世紀 90 年代末 GPU 問世之前，圖形渲染由中央處理器 (CPU) 處理。與 CPU 結合使用時，GPU 可以從 CPU 接管一些計算密集型功能（例如渲染），從而提高計算機性能。這加快了應用程序的處理速度，因爲 GPU 可以同時執行許多計算。這種轉變還允許開發更先進、資源密集型的軟件。
GPU 或 CPU 中的數據處理由核心處理。處理單元的核心越多，計算機完成任務的速度就越快（並且可能更高效）。GPU 使用數千個核心來並行處理任務。GPU 的並行結構與 CPU 不同，CPU 使用較少的核心來按順序處理任務。CPU 可以比 GPU 更快地執行計算，這使其在基本任務方面表現更好。
特別注意事項
“GPU” 一詞通常與“顯卡”互換使用，儘管兩者不同。顯卡是一種硬件，包含一個或多個 GPU、子板和其他使顯卡能夠運行的電子元件。
但是，GPU 可以集成到主板中，也可以安裝在顯卡的子板上。最初，只有高端計算機才配備顯卡。如今，大多數臺式計算機通常使用帶有 GPU 的獨立顯卡來提高性能，而不是依賴主板內置的 GPU。
GPU 和加密貨幣挖掘
雖然 GPU 最初受到視頻編輯和電腦遊戲愛好者的歡迎，但加密貨幣的快速增長創造了一個新的市場。這是因爲加密貨幣挖掘需要數千次計算才能將交易添加到區塊鏈中，而使用 GPU 和廉價電力供應可以帶來利潤。
近年來，兩家知名顯卡製造商 Nvidia Corp.（ NVDA ）和 Advanced Micro Devices Inc.（ AMD ）由於加密貨幣挖礦而實現了銷售額和收入的快速增長。
這帶來的副作用是讓非挖礦客戶感到沮喪，他們看到價格上漲，供應枯竭。因此，零售商偶爾會限制個人可以購買的顯卡數量。雖然比特幣等更受歡迎的加密貨幣的礦工已經轉向使用專用且更具成本效益的芯片組（稱爲專用集成電路 (ASIC)），但圖形處理單元仍用於挖掘不太知名的貨幣。
加密貨幣的流行導致 GPU 嚴重短缺。據 Verge 報道，在 eBay 等網站上，GPU 的售價是市價的兩到三倍。
GPU 公司示例
超微半導體公司 (AMD) 和 Nvidia (NVDA) 是GPU 市場上最大的兩家公司。下面讓我們來看看這兩家公司。
超微半導體公司（AMD）
AMD是最值得信賴的顯卡生產商之一。該製造商於 1969 年在硅谷成立，最初是一家初創公司，開發高性能計算和可視化產品。AMD 於 2006 年收購領先的顯卡製造商 ATI，進入 GPU 市場。從那時起，AMD 和 Nvidia 一直是 GPU 市場的主導者。截至 2021 年 5 月，AMD 的市值爲 973 億美元。自 2013 年以來，AMD 已出貨超過 5 億臺 GPU，佔據了 GPU 市場份額的 17%。
AMD將GPU市場的重心放在PC遊戲上，深受全球遊戲玩家的喜愛。
英偉達（NVDA）
Nvidia是第一家在 1999 年推出 GPU 的公司。歷史上第一款 GPU 被稱爲 Geforce 256。1999 年也是 Nvidia首次公開募股(IPO) 的一年，發行價爲每股 12 美元。截至 2021 年 5 月，該股交易價格約爲每股 645 美元。
Nvidia 的市值爲 4048 億美元，控制着 13% 的 GPU 市場份額。
Nvidia 在高級 GPU 市場佔有相當大的份額。根據 Nvidia 網站的信息，“目前全球排名前十的超級計算機中有八臺使用 NVIDIA GPU、InfiniBand 網絡，或者兩者兼而有之。最新榜單上，TOP500 系統中有 346 臺由 NVIDIA 提供支持。”
Nvidia自己的超級計算機名爲Selene，排名全球第五，是世界上速度最快的工業超級計算機。
圖形處理單元 (GPU) 常見問題解答
GPU 和 VGA 有什麼區別？
GPU 是一種能夠用於在電子設備上渲染圖形的芯片或電子電路，而 VGA 或視頻圖形陣列連接器是一種用於傳輸視頻信號和計算機視頻輸出的物理設備。
如何對 GPU 進行超頻？
超頻前，請確保徹底清理設備並安裝軟件的所有更新和錯誤修復。得益於技術更新，超頻相當簡單。只需安裝 Afterburner 等軟件，然後讓系統開始工作。安裝完成後，運行遊戲基準測試以測試新軟件。
什麼是 GPU 縮放？
GPU 縮放功能可讓用戶根據顯示器的分辨率調整遊戲的寬高比。一些用戶認爲，調整寬高比將進一步提高顯示器的圖像質量。