简单介绍一下GPU

什么是GPU？

​ "A graphics processing unit (GPU) is a specialized electronic circuit designed to manipulate and alter memory to accelerate the creation of images in a frame buffer intended for output to a display device."

意思是GPU是专用的电子电路，用于操纵和改变存储器，来加速在帧缓冲区中创建图像，该帧缓冲区用于输出到显示设备。也就是说，GPU是专门用于生成图像的计算单元。GPU 主要用于嵌入式系统、电话、pc、工作站和游戏机

为什么需要GPU？CPU不可以吗

​ CPU也可以生成图像，但它的效率不高。现在生成图像需要的计算量十分大，尤其是要做到实时的效果

​ 先来看看GPU 和 CPU的架构的不同

如上图所示，CPU大部分由控制器和寄存器构成，而GPU大部分为ALU,它具有高并行结构.所
以 GPU 在处理图形数据和复杂算法方面拥有比 CPU 更高的效率

​ 什么是ALU呢？ALU(Arithmetic Logic Unit)称为逻辑运算单元,用于数据处理，正因为GPU有大量的ALU，因此它十分适合对密集型数据进行并行处理

​ CPU执行指令时，一次只能处理一个数据，不存在真正意义上的并行，但GPU有多个处理器核，在一个时刻可以并行处理多个数据

​ GPU采用流式并行计算，可对每个数据进行独立的并行计算(流内任意元素的计算不依赖于其他同类型的数据).也就是说，一个数据单独执行的时间和多个数据并行一起运算的时间是一样的

既然GPU那么牛，不可以取代CPU吗？

​ 虽然GPU这种并行处理的方式运算速度的确非常快，但因为任一元素的计算不依赖于其他同类型的数据，所以GPU需要依赖"知晓数据间相关性"的算法，这在CPU上实现十分便捷，但GPU很困难

​ 而且，GPU在控制流方面不如CPU。GPU的控制器少于CPU，而控制器的功能就是取指令且指出下一条指令在内存中的位置，以此协调计算机各个部分按部就班的工作

CPU和GPU如何并行工作？

​ 若没有渲染流水线，CPU需要等到GPU完成上一个渲染任务才能再次发送渲染命令，很显然这种方式渲染效率低下，并不是并行的。那么如何让他们进行并行工作呢？解决之道是使用命令缓冲区(Command Buffer)

​ 命令缓冲区包含一个命令队列，由CPU向其添加命令，由GPU从中读取命令，这两个步骤是相互独立的。当CPU需要渲染对象时，便向命令缓冲区添加命令，而当GPU完成上次渲染任务后，便会从命令队列中再取一个命令执行它

​ 命令缓冲区的命令有许多种，DrawCall是其中一种

reference

Graphics processing unit - Wikipedia (jinzhao.wiki)

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