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GPU 計算的起源
AI032Lesson 2
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GPU 的誕生是一次根本性的轉變,其動力來自於 「即時性要求」:必須在 $1/60^{th}$ 秒(16.67毫秒)內完成複雜 3D 场景的渲染,這項要求不容妥協。儘管 CPU 遵循著 多核心發展路徑 以低延遲串列執行為優化目標,但隨著解析度提升,性能便遇到瓶頸。

1. 16.67 毫秒的限制

在 90 年代中期,遊戲產業面臨危機。單線程的 CPU 在處理人工智慧與物理運算時,無法快速計算出數百萬個像素值,以致畫面流暢度無法維持。這迫使業界開發專用硬體,以卸下重複性的 圖形管线

2. 扫描線交錯技術(SLI)

在內部並行陣列出現之前,3dfx 引入了 掃描線交錯技術(SLI)。透過兩張實體顯示卡交替計算水平掃描線,產業重心從單一執行緒速度轉移到原始的「暴力運算」吞吐量。

串列式(CPU)單一通道瓶頸平行式(GPU/SLI)分散式吞吐量

3. 吞吐量對比延遲

GPU 的設計理念將矽晶面積優先分配給簡單的算術單元,而非複雜的分支預測。這種「寬而慢」的哲學,使 GPU 能夠處理三角形的重複數學運算,同時讓 CPU 傾向於處理非平行化的邏輯。

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