什麼是 GPU?

新式 GPU 技術支援傳統的顯示晶片應用等。

GPU 的三項須知:

  • GPU 代表什麼?代表圖形處理器,一種原為加速彩現影像效果所設計的專業處理器。

  • GPU 可同時處理許多資料,讓資料可用於機器學習、影片編輯和遊戲應用。

  • GPU 可整合至電腦的 CPU,或是以獨立硬體裝置的方式提供。

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作者

GPU 的功能是什麼?

無論對個人或企業運算而言,顯示晶片處理器或 GPU 都已成為最重要的運算技術類型之一。GPU 專為平行處理而設計,適用於各種應用程式,包括顯示晶片與影片轉譯。儘管 GPU 在遊戲中的功能最蔚為人知,但其在創意生產和人工智慧(AI)中的功用也愈來愈受歡迎。

GPU 最初的功能旨在加速 3D 顯示晶片的轉譯。後來,GPU 與時俱進,變得更靈活且可程式化,功能隨之大躍進。因此,繪圖程式設計師可透過進階的光影技術建立更有趣的視覺效果和寫實的場景。其他開發人員也開始利用 GPU 的功能,大幅加速高效能運算(HPC)、深度學習等的額外工作負載。

GPU 與 CPU:共同合作

GPU 的技術日新月異,如今能夠與 CPU(中央處理器)相輔相成。CPU 持續提升效能的方式包括架構創新、加快時脈速度,以及增加核心數,而 GPU 則是專為加速電腦顯示晶片工作負載而設計。瞭解 CPU 相較於 GPU 的角色有助於選購系統,也才能讓兩者發揮得淋漓盡致。

GPU 相較於顯示卡:差別是什麼?

雖然 GPU 與顯示卡(或視訊卡)這兩個詞彙時常可以互通,但其中仍然存在微妙的差異。像是主機板包含 CPU,顯示卡則是指包含 GPU 在內的擴充板。這個擴充板也包括允許 GPU 運作並連結系統其他部分所需的大量元件。

GPU 有兩種基本類型:整合式和獨立型。整合式 GPU 沒有屬於自己的單獨卡片,而是和 CPU 並排嵌入。獨立 GPU 是一款安裝於自身電路板的獨特晶片,通常連結至 PCI Express 插槽。

整合式顯示晶片處理器

市面上大多數的 GPU 實際上都是整合式顯示晶片。那麼,整合式顯示晶片是什麼,它又是如何在電腦運作呢?在主機板上搭載完全整合式 GPU 的 CPU,適合更輕薄的系統,不僅可減少電源使用量,還能降低系統成本。

Intel® 繪圖技術包括 Intel® Iris® Xe 顯示晶片,其運用了最先進的整合式顯示晶片技術。透過 Intel® 顯示晶片,使用者可以運行溫度更低且電池續航力更長的系統中,體驗沉浸式的顯示效果。

獨立顯示晶片處理器

許多運算應用程式都能使用整合式 GPU 順利運作。然而,若要搭配大量效能需求的資源密集型應用程式,獨立 GPU(有時稱為專門的顯示卡)則更能勝任。

這些 GPU 可增加處理能力,但前提是會額外消耗能源和產生高溫。獨立 GPU 一般需要專用散熱器,才能實現最大效能。

現今的 GPU 可程式化能力比過去強大,支援各式各樣超越傳統繪圖彩現的應用。

GPU 的功能是什麼?

20 年前,GPU 主要用來加速即時 3D 顯示晶片應用程式,例如遊戲。不過,到了 21 世紀初,電腦科學家發覺 GPU 具備潛力,可解決世界上最困難的一些運算問題。

通用型 GPU 的年代因而應運而生。如今,顯示晶片技術更廣泛用於日益多元、各式各樣的問題中。現今的 GPU 比以往更可程式化,因此具備更佳的靈活性,可為琳瑯滿目的各種應用程式加速,而非侷限於傳統的顯示晶片轉譯。

GPU 在遊戲領域的發揮

電玩的影像效果超級寫實,遊戲世界龐大且錯綜複雜,越來越需要運算能力。有了 4K 螢幕和高度更新率等先進的顯示技術,以及虛擬實境遊戲的崛起,顯示晶片處理的需求也隨之不斷成長。GPU 可在 2D 和 3D 中轉譯圖形。有了更高的顯示晶片效能,便能以更高的解析度或更流暢的畫面播放速率,或者兩者兼得暢玩遊戲。

GPU 之於影片編輯與內容創作

多年來,影片剪輯師、繪圖設計師和其他創意專業人士一直為耗時的轉譯所苦,不僅佔用了運算資源,也阻礙了創意流程。如今,GPU 所提供的平行處理,加上 AI 內建功能與進階加速,使得以高畫質格式渲染影片和圖形變得更輕鬆便捷。

適用於桌上型電腦的 Intel® Arc™ 顯示晶片結合了流暢的遊戲體驗與最新的視覺技術,實現引人入勝的內容沉浸。Intel Arc 顯示卡包括內建機器學習、圖形加速和光線硬體,具有適用於筆電、桌電和專業工作站的可擴充效能選項。

建立由 AI 增強和 Intel® Deep Link 技術加速的豐富數位內容。利用 Intel® Arc™ Control 的虛擬串流技術,娛樂觀眾也增強串流直播。或使用 Xe 超級採樣的 AI 增強提升功能,將遊戲體驗帶入全新等級。Intel® Arc™ A 系列顯示晶片提供進階繪圖技術,為便攜的沉浸式遊戲和內容創作提供頂級筆記型電腦體驗。

對於專業內容創作,適用於筆記型、桌上型和工作站的 Intel® Arc™ Pro A 系列顯示晶片,為具有單一插槽、雙插槽和行動工作站外形規格的 Intel Arc 顯示卡提高效能和記憶體頻寬。這些卡片透過光線追蹤硬體技術加速精美圖形的創作,並支援具有超高解析度(UHD)、超寬 UHD 和高動態範圍(HDR)的多個大型顯示器。

GPU 在機器學習上的發揮

GPU 技術某些最令人驚豔的應用涉及 AI 和機器學習。由於 GPU 包含大量的運算功能,因此可以在利用 GPU 高度平行特性的工作負載(例如圖片辨識)中提供令人驚豔的加速。現今的許多深度學習技術都仰賴 GPU 與 CPU 合作。

FPGA 相較於 GPU 之於深度學習的效能 ›

Intel® GPU 技術

Intel 長期以來一直是圖形處理技術的領導者,尤其是在電腦方面。最近,Intel® Arc™ A 系列顯示晶片為桌電和筆電帶來了全新等級的進階技術,內建機器學習、圖形加速和光線追蹤。

Intel® Iris® Xe 顯示晶片和 Intel® UHD Graphics 已與第 13 代 Intel® Core™ 處理器整合,可支援適用於桌上型電腦的 4K HDR、1080p 遊戲,以及其他豐富的視覺體驗。Intel 另外也為筆記型電腦使用者提供 Intel® Iris® Xe MAX 顯示晶片。

資料中心的 GPU

Intel 透過 Intel® Xeon® 處理器的整合式顯示晶片,在資料中心支援令人驚歎的視覺體驗。

針對現今最複雜的資料中心問題,Intel® Data Center GPU Max Series 和 Intel® Data Center GPU Max Series 實現了強大高效的 GPU 效能。資料中心 GPU 可為平行運算、AI、媒體、媒體分析和 3D 渲染解決方案提供更佳支援。因此,GPU 對於雲端遊戲和其他內容產品的機器學習、建模或 3D 渲染等進階使用案例至關重要。