GPUの誕生は、 リアルタイムの必須要件という非対応不可の要件に駆られて、複雑な3次元シーンを$1/60^{th}$秒(16.67ミリ秒)以内にレンダリングする必要があった。一方、CPUは マルチコア化の流れ 低遅延のシリアル実行を最適化していたが、解像度が高くなるにつれて限界に達した。
1. 16.67ミリ秒の制約
1990年代半ば、ゲーム業界は危機に陥った。AIや物理演算を処理するシリアルなCPUでは、数百万のピクセル値を計算するのに十分な速度が得られず、滑らかな動きを維持できなかった。これにより、繰り返し行われる グラフィックスパイプラインを負荷軽減するために専用ハードウェアの開発が強制された。
2. スキャンラインインターリーブ(SLI)
内部的な並列配列が導入される以前に、3dfx社は スキャンラインインターリーブ(SLI)を導入した。2枚の物理的カードを使って交互に水平方向のラインを計算することで、業界は単一スレッドのスピードから「ブルートフォース」による巨大なスループットへの注目へと移行した。
3. スループットとレイテンシの違い
GPUの設計思想は、複雑な分岐予測よりもシンプルな算術ユニットに多くのシリコン面積を割り当てることを重視した。この「広く遅い」哲学により、GPUは三角形の繰り返し計算を処理できる一方で、CPUは並列化されない論理処理に集中できた。
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