在下述的內(nèi)容中，小編將會(huì)對(duì)GPU的相關(guān)消息予以報(bào)道，如果GPU是您想要了解的焦點(diǎn)之一，不妨和小編共同閱讀這篇文章哦。

一、GPU渲染流程

GPU的渲染流水線的主要任務(wù)是完成3D模型到圖像的渲染(render)工作，典型的渲染過程可以分為以下幾個(gè)階段：

1.頂點(diǎn)生成

圖形學(xué)API用簡(jiǎn)單的圖元(點(diǎn)、線、三角形)表示物體表面。每個(gè)頂點(diǎn)除了( x , y , z ) 三維坐標(biāo)屬性外還有應(yīng)用程序自定義屬性，例如位置、顏色、標(biāo)準(zhǔn)向量等。

2.頂點(diǎn)處理

本階段主要是通過計(jì)算把三維頂點(diǎn)坐標(biāo)映射到二維屏幕，計(jì)算各頂點(diǎn)的亮度值等。這個(gè)階段是可編程的，由vertex shader完成。輸入與輸出一一對(duì)應(yīng)，即一個(gè)頂點(diǎn)被處理后仍然是一個(gè)頂點(diǎn)，各頂點(diǎn)間的處理相互獨(dú)立，可以并行完成。

3.圖元生成

根據(jù)應(yīng)用程序定義的頂點(diǎn)拓?fù)溥壿?，把上階段輸出的頂點(diǎn)組織起來形成有序的圖元流。頂點(diǎn)拓?fù)溥壿嫸x了圖元在輸出流中的順序，一個(gè)圖元記錄由若干頂點(diǎn)記錄組成。

4.圖元處理

這一階段也是可編程的，由geometry shader完成。輸入和輸出不是一一對(duì)應(yīng)，一個(gè)圖元被處理后可以生成0個(gè)或者多個(gè)圖元，各圖元處理也是相互獨(dú)立的。本階段輸出一個(gè)新的圖元流。

5.片元生成

這一階段將對(duì)每一個(gè)圖元在屏幕空間進(jìn)行采樣，即光柵化。每一個(gè)采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)片元記錄，記錄該采樣點(diǎn)在屏幕空間中的位置、與視點(diǎn)之間的距離以及通過插值獲得的頂點(diǎn)屬性等。

6.片元處理

片元處理階段是可編程的，由pixel shader完成，主要完成圖形的填色功能。模擬光線和物體表面的交互作用，決定每個(gè)片元的顏色及透明程度等屬性。

7.像素操作

用每個(gè)片元的屏幕坐標(biāo)來計(jì)算該片元對(duì)最終生成圖像上的像素的影響程度。本階段計(jì)算每個(gè)采樣點(diǎn)離視點(diǎn)的距離，丟棄被遮擋住的片元。當(dāng)來自多個(gè)圖元的片元影響同一個(gè)像素時(shí)，往往都根據(jù)圖元處理輸出流中定義的圖元位置進(jìn)行像素更新。

二、GPU渲染優(yōu)勢(shì)

GPU 有數(shù)千個(gè)以相對(duì)較低的時(shí)鐘速度運(yùn)行的小內(nèi)核。在這種情況下，正是這些核心的數(shù)量讓 GPU 能夠提供強(qiáng)大的渲染性能。GPU 本質(zhì)上被設(shè)計(jì)為以并行方式運(yùn)行任務(wù)。這使它們比 CPU 更具優(yōu)勢(shì)，因?yàn)殇秩臼且豁?xiàng)通常涉及許多元素的任務(wù)。因此，GPU 以其極快的渲染時(shí)間而聞名。

快速渲染允許 GPU 實(shí)時(shí)處理圖形，這就是為什么您會(huì)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代視頻游戲使用 GPU 運(yùn)行起來更加流暢。與游戲行業(yè)一起，GPU 已經(jīng)徹底改變了加密、大數(shù)據(jù)、人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域。

GPU 渲染在許多領(lǐng)域逐漸普及，正在挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的 CPU 渲染系統(tǒng)。Autodesk 的 Arnold 推出了他們的GPU 渲染引擎，認(rèn)識(shí)到其巨大潛力。

GPU 渲染允許同時(shí)運(yùn)行更多的并行進(jìn)程，這使其速度更快，但它可以執(zhí)行的任務(wù)數(shù)量有限。因此，在渲染具有許多對(duì)象的大型、詳細(xì)場(chǎng)景時(shí)，它就沒有那么強(qiáng)大了。另一方面，CPU 渲染不允許并行進(jìn)程，但它可以執(zhí)行更多不同的任務(wù)，從而呈現(xiàn)更多細(xì)節(jié)。Mythbusters 的演示中展示了兩種渲染類型之間的區(qū)別。

GPU 并行運(yùn)行任務(wù)，這通常會(huì)提高速度，因?yàn)榭梢酝瑫r(shí)渲染場(chǎng)景的各種元素。這會(huì)導(dǎo)致更快的周轉(zhuǎn)并有助于重復(fù)過程.

GPU 也主要用于需要實(shí)時(shí)染的領(lǐng)域 (如視頻游戲)。

與性能級(jí) CPU 相比，GPU 接近價(jià)格范圍的低端。一個(gè)好的 GPU，比如RTX 3090，可以花費(fèi)大約 1500 美元，而像Threadripper 3990x這樣強(qiáng)大的 CPU 的價(jià)格是 5000 美元。GPU 還在升級(jí)方面為您提供優(yōu)勢(shì)。您只需將另一個(gè) GPU 連接到您預(yù)先存在的設(shè)置，就可以了。當(dāng)您希望使用 CPU 進(jìn)行升級(jí)時(shí)，除了 CPU 的成本之外，您可能還需要投資購(gòu)買更多兼容的硬件。

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