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GPU计算的起源
AI032Lesson 2
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GPU的诞生是一次根本性的突破,其驱动力是 “实时性要求”:在$1/60^{th}$秒(16.67毫秒)的时间窗口内渲染复杂3D场景的不可妥协要求。尽管CPU遵循了 多核发展路径 以低延迟串行执行优化的路径,但随着分辨率提升,它们遇到了瓶颈。

1. 16.67毫秒的约束

20世纪90年代中期,游戏行业陷入危机。一个串行处理的CPU,在处理人工智能和物理运算时,无法快速计算出数百万个像素值以维持流畅画面。这迫使人们必须开发专用硬件来卸载重复性的 图形流水线

2. 扫描线交错(SLI)

在内部并行数组出现之前,3dfx公司推出了 扫描线交错(SLI)。通过使用两块独立显卡交替计算水平扫描线,整个行业将关注点从单线程速度转向了纯粹的“暴力算力”吞吐量。

串行(CPU)单一通道瓶颈并行(GPU/SLI)分布式吞吐量

3. 吞吐量与延迟

GPU的诞生优先考虑为简单的算术单元分配硅面积,而非复杂的分支预测。这种“宽而慢”的设计理念,使GPU能够处理三角形计算中的重复性数学任务,而CPU则专注于非并行逻辑。

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