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Arquitetura de GPU: uma estrutura para taxa de transferência paralela de dados [Partition Magic]
Resumo :
O conteúdo a seguir apresentará a você o Arquitetura de GPU em detalhe. Geralmente, a estrutura de uma placa gráfica é (de grande a pequena): clusters de processador (PC) > multiprocessadores de streaming (SM) > cache de instrução de camada 1 e núcleos associados. Saiba mais estruturas de componentes de computador em Site do editor de partições MiniTool .
Navegação rápida :
Sobre GPU (Unidade de Processamento Gráfico)
De acordo com a Wikipedia, uma placa de GPU, também chamada de placa gráfica ou placa de vídeo, é um circuito eletrônico especializado. Ele é especialmente projetado para manipular e alterar rapidamente a memória para acelerar a criação de imagens em um buffer de quadros, portanto, destinado à saída para um dispositivo de exibição como um monitor de computador ou tela de TV.
A arquitetura moderna de GPU é muito eficiente na manipulação de gráficos e no processamento de imagens. A estrutura altamente paralela o torna mais eficaz do que o uso geral Arquitetura de CPU (Unidade Central de Processamento) para algoritmos, que processam grandes blocos de dados em paralelo.
Dentro de um PC, uma GPU pode ser incorporada em uma placa de expansão ( cartão de vídeo ), pré-instalado na placa-mãe (GPU dedicada) ou integrado na matriz da CPU (GPU integrado).
Arquitetura de GPU
Quando fala sobre arquitetura da placa de vídeo , sempre envolve ou é comparado com a arquitetura da CPU.
Arquitetura de GPU vs CPU
A função de uma GPU é otimizar a taxa de transferência de dados. Ele permite empurrar o máximo de tarefas possíveis através de seus internos de uma só vez, muito mais tarefas do que a CPU pode manipular de uma só vez. Isso tudo porque, geralmente, uma placa gráfica tem muito mais núcleos do que uma CPU.
No entanto, na verdade, chamamos um núcleo de núcleo CUDA (Compute Unified Device Architecture), que consiste em uma ALUs (Arithmetic Logic Unit) e FPU (Floating Point Unit) em uma GPU. Dentro Arquitetura de GPU NVIDIA , a ALU suporta precisão total de 32 bits para todas as instruções. E a ALU de inteiros é otimizada para oferecer suporte eficiente a operações de precisão estendida de 64 bits, bem como várias instruções como Boolean, comparar, converter, mover, deslocar, inserir bit-reverse, extrair campo de bits e contagem de população.
Geralmente, a arquitetura de uma GPU é muito semelhante à de uma CPU. Ambos fazem uso de construções de memória de camadas de cache, memória global e controlador de memória.
Uma arquitetura de GPU de alto nível tem tudo a ver com cálculos de taxa de transferência paralela de dados e colocar os núcleos disponíveis para funcionar, em vez de se concentrar no acesso à memória cache de baixa latência, como uma CPU.
Observação: O detalhado arquitetura da placa gráfica é fortemente dependente da marca e modelo de diferentes fabricantes; a arquitetura de GPU da Nvidia e o Arquitetura de GPU AMD é diferente.
Noções básicas de arquitetura de GPU
Dentro de um dispositivo GPU, existem vários clusters de processadores (PC), que contêm vários multiprocessadores de streaming (SM). E cada SM acomoda uma camada de cache de instrução de camada 1 junto com seus núcleos associados. Normalmente, um SM adota um cache de camada 1 dedicado e um cache de camada 2 compartilhado antes de extrair dados do global GDDR-5 memória. Portanto, o Arquitetura do processador GPU é tolerável para latência de memória.
GCA (Graphics Compute Array)
Normalmente, um GCA, também conhecido como mecanismo 3D, consiste em sombreadores de pixel, sombreadores de vértice ou sombreadores unificados, processadores de fluxo (núcleos CUDA), unidades de mapeamento de textura (TMUs), unidades de saída de renderização (ROPs), Cache L2 , processadores de geometria e assim por diante.
GMC (Controlador de memória gráfica)
O GMC, também conhecido como controlador de chip de memória (MCC) ou unidade controladora de memória (MCU), é um circuito digital que controla o fluxo de dados que entra ou sai da memória gráfica do computador. Pode ser um chip separado; ele também pode ser integrado em outro chip, como ser colocado na mesma matriz ou como parte integrante de um microprocessador. Se o GMC existe como parte integrante, ele é chamado de IMC (Integrated Memory Controller).
A memória GMC controla incluindo VRAM, WRAM, MDRAM, DDR, GDDR e HBM.
BIOS VGA (Sistema de entrada/saída básico de matriz de gráficos de vídeo)
BIOS VGA, também conhecido como BIOS de vídeo, é o BIOS de uma placa gráfica em um computador. É um chip separado localizado na placa gráfica, não faz parte da GPU.
BIF (interface de barramento)
A interface de barramento (BI) é um barramento de computador para fazer a interface de pequenos dispositivos periféricos, como memória flash, com o processador. Normalmente, inclui SA, VLB, PCI, AGP e PCIe.
PCI vs PCIe: Qual é a diferença e como distingui-los? Este post mostra as diferenças entre PCI e PCIe. Ele também mostra como distingui-los.
consulte Mais informaçãoPMU (Unidade de Gerenciamento de Energia)
A PMU é um microcontrolador (microchip) que controla as funções de potência das plataformas digitais. Possui muitos componentes semelhantes ao computador comum, como CPU, memória, firmware, software, etc. A PMU é um dos poucos componentes que permanecem ativos mesmo quando o computador está completamente desligado, alimentado por uma bateria reserva.
Em um computador portátil, a PMU coordena as seguintes funções:
- Monitore as conexões de energia e as cargas da bateria.
- Desligue as partes desnecessárias do sistema quando estiverem ociosas.
- Controle as funções de suspensão e energia (ligado ou desligado).
- Potência de controle para outros circuitos integrados.
- Gerencie a interface de um teclado ou trackpads integrados.
- Carregue as baterias quando necessário.
- Regular o relógio de tempo real (RTC).
VPU (Unidade de Processamento de Vídeo)
O VPU é um processador especializado que recebe fluxos de vídeo como entrada e pode executar processos muito complexos no fluxo de entrada. Geralmente é usado em aplicativos e dispositivos de aprendizado de máquina e funciona como um componente auxiliar nesses dispositivos.
VPU é um codec de vídeo responsável pela codificação e decodificação de vídeo. Portanto, também é chamado de codificador e decodificador de vídeo. As VPUs realizam a compactação ou descompactação de MPEG2 , Theora, VP8, H.264, H.265, VP9, VC-1, etc.
DIF (interface de exibição)
A interface de exibição, também chamada de controlador de exibição, define um barramento serial e um protocolo de comunicação entre o host, a fonte dos dados da imagem e o dispositivo de destino. Inclui RAMDACs, áudio HDMI, áudio DP, subjacência de vídeo ( VGA , DVI , HDMI, DisplayPort , S-Video, vídeo composto, vídeo componente), PHY (LVDS, TIMDS) e EDID.
Porta HDMI não funciona no Windows 10/11? Veja como corrigi-lo Alguns problemas relacionados à porta HDMI foram relatados. Não se preocupe. Este artigo foi escrito para você resolver o problema da porta HDMI que não está funcionando.
consulte Mais informaçãoEm poucas palavras, Arquitetura de GPU é simples do que o da CPU. A arquitetura da unidade de processamento gráfico tem muito mais núcleos do que uma CPU para obter processamento de dados paralelo com maior tolerância de latência. Esse tipo de GPU é conhecido como GPU de propósito geral (GPGPU) usado para acelerar cargas de trabalho computacionais na computação moderna de alto desempenho (HPC).