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Arquitectura GPU: una estructura para el rendimiento paralelo de datos [Partition Magic]
Resumen :
El siguiente contenido le presentará el arquitectura GPU en detalle. En general, la estructura de una tarjeta gráfica es (de grande a pequeña): clústeres de procesadores (PC) > multiprocesadores de transmisión (SM) > caché de instrucciones de capa 1 y núcleos asociados. Obtenga más información sobre las estructuras de los componentes de la computadora en Sitio web del editor de particiones de MiniTool .
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Acerca de GPU (Unidad de procesamiento de gráficos)
Según Wikipedia, una tarjeta GPU, también llamada tarjeta gráfica o tarjeta de video, es un circuito electrónico especializado. Está especialmente diseñado para manipular y alterar rápidamente la memoria para acelerar la creación de imágenes en un búfer de cuadros, por lo tanto, destinado a la salida a un dispositivo de visualización como un monitor de computadora o una pantalla de TV.
La arquitectura GPU moderna es muy eficiente en la manipulación de gráficos y en el procesamiento de imágenes. La estructura altamente paralela lo hace más efectivo que los de propósito general. Arquitectura de la CPU (Unidad Central de Procesamiento) para algoritmos, que procesan grandes bloques de datos en paralelo.
Dentro de una PC, se puede incrustar una GPU en una tarjeta de expansión ( tarjeta de video ), preinstalado en la placa base (GPU dedicada) o integrado en la matriz de la CPU (GPU integrada).
Arquitectura GPU
cuando habla de arquitectura de la tarjeta de video , siempre implica o se compara con la arquitectura de la CPU.
Arquitectura GPU vs CPU
La función de una GPU es optimizar el rendimiento de datos. Permite empujar tantas tareas como sea posible a través de sus componentes internos a la vez, muchas más tareas de las que la CPU puede manejar a la vez. Todo esto se debe a que, por lo general, una tarjeta gráfica tiene muchos más núcleos que una CPU.
Sin embargo, en realidad, llamamos a un núcleo un núcleo CUDA (Arquitectura de dispositivo unificado de cómputo), que consiste en ALU (Unidad lógica aritmética) y FPU (Unidad de coma flotante) de enteros completamente canalizados, en una GPU. En Arquitectura GPU NVIDIA , la ALU admite una precisión total de 32 bits para todas las instrucciones. Y, la ALU entera está optimizada para admitir de manera eficiente operaciones de precisión extendida de 64 bits, así como varias instrucciones como booleano, comparar, convertir, mover, cambiar, inserción inversa de bits, extracción de campos de bits y conteo de población.
Generalmente, la arquitectura de una GPU es muy similar a la de una CPU. Ambos hacen uso de construcciones de memoria de capas de caché, memoria global y controlador de memoria.
Una arquitectura de GPU de alto nivel tiene que ver con los cálculos de rendimiento de datos en paralelo y poner a trabajar los núcleos disponibles en lugar de centrarse en el acceso a la memoria caché de baja latencia como una CPU.
Nota: el detallado arquitectura de la tarjeta gráfica depende en gran medida de la marca y el modelo de diferentes fabricantes; la arquitectura GPU de Nvidia y la Arquitectura GPU AMD es diferente.
Fundamentos de la arquitectura GPU
Dentro de un dispositivo GPU, hay varios clústeres de procesadores (PC), que contienen varios multiprocesadores de transmisión (SM). Y, cada SM acomoda una capa de caché de instrucciones de capa 1 junto con sus núcleos asociados. Por lo general, un SM adopta un caché de capa 1 dedicado y un caché de capa 2 compartido antes de extraer datos del global. RDA-5 memoria. Por lo tanto, la Arquitectura del procesador GPU es tolerable para la latencia de la memoria.
GCA (matriz de cómputo de gráficos)
Por lo general, un GCA, también conocido como motor 3D, consta de sombreadores de píxeles, sombreadores de vértices o sombreadores unificados, procesadores de flujo (núcleos CUDA), unidades de mapeo de texturas (TMU), unidades de salida de renderizado (ROP), caché L2 , procesadores de geometría, etc.
GMC (controlador de memoria de gráficos)
El GMC, también conocido como controlador de chip de memoria (MCC) o unidad controladora de memoria (MCU), es un circuito digital que controla el flujo de datos que van o vienen de la memoria gráfica de la computadora. Puede ser un chip separado; también se puede integrar en otro chip, como colocarlo en el mismo troquel o como parte integral de un microprocesador. Si el GMC existe como parte integral, se denomina IMC (Controlador de memoria integrado).
Los controles de memoria GMC incluyen VRAM, WRAM, MDRAM, DDR, GDDR y HBM.
BIOS VGA (Sistema básico de entrada/salida de matriz de gráficos de video)
VGA BIOS, también conocido como video BIOS, es el BIOS de una tarjeta gráfica en una computadora. Es un chip separado ubicado en la tarjeta gráfica, que no forma parte de la GPU.
BIF (interfaz de bus)
La interfaz de bus (BI) es un bus de computadora para interconectar pequeños dispositivos periféricos como la memoria flash con el procesador. Por lo general, incluye SA, VLB, PCI, AGP y PCIe.
PCI vs PCIe: ¿Cuál es la diferencia y cómo distinguirlos? Esta publicación le informa las diferencias entre PCI y PCIe. También le muestra cómo distinguirlos.
Lee masPMU (Unidad de administración de energía)
La PMU es un microcontrolador (microchip) que controla las funciones de potencia de las plataformas digitales. Tiene muchos componentes similares a la computadora promedio, como CPU, memoria, firmware, software, etc. La PMU es uno de los pocos componentes que permanece activo incluso cuando la computadora está completamente apagada, alimentada por una batería de respaldo.
En una computadora portátil, la UGP coordina las siguientes funciones:
- Supervise las conexiones de alimentación y las cargas de la batería.
- Apague las partes innecesarias del sistema cuando se dejan inactivas.
- Controla las funciones de suspensión y encendido (encendido o apagado).
- Control de potencia a otros circuitos integrados.
- Administre la interfaz de un teclado incorporado o trackpads.
- Cargue las baterías cuando sea necesario.
- Regular el reloj en tiempo real (RTC).
VPU (Unidad de procesamiento de video)
VPU es un procesador especializado que toma flujos de video como entrada y puede ejecutar procesos muy complejos en el flujo de entrada. Por lo general, se usa en aplicaciones y dispositivos de aprendizaje automático, y funciona como un componente auxiliar en esos dispositivos.
VPU es un códec de video responsable de la codificación y decodificación de video. Por lo tanto, también se le llama codificador y decodificador de video. Las VPU realizan la compresión o descompresión de MPEG2 , Teora, VP8, H.264, H.265, VP9, VC-1, etc.
DIF (interfaz de pantalla)
La interfaz de pantalla, también denominada controlador de pantalla, define un bus serie y un protocolo de comunicación entre el host, el origen de los datos de imagen y el dispositivo de destino. Incluye RAMDAC, audio HDMI, audio DP, subcapa de video ( vga , DVI , HDMI, DisplayPort , S-Video, video compuesto, video componente), PHY (LVDS, TIMDS) y EDID.
¿El puerto HDMI no funciona en Windows 10/11? Aquí está cómo solucionarlo Se han informado algunos problemas relacionados con el puerto HDMI. No te preocupes. Este artículo está escrito para que resuelva el problema del puerto HDMI que no funciona.
Lee masEn una palabra, arquitectura GPU es simple que el de la CPU. La arquitectura de la unidad de procesamiento de gráficos tiene muchos más núcleos que una CPU para lograr el procesamiento de datos en paralelo con una latencia tolerada más alta. Este tipo de GPU se conoce como GPU de propósito general (GPGPU) y se utiliza para acelerar las cargas de trabajo computacionales en la informática moderna de alto rendimiento (HPC).