什么是圖像處理器

　　圖形處理器（英語：Graphics Processing Unit，縮寫：GPU），又稱顯示核心、視覺處理器、顯示芯片，是一種專門在個(gè)人電腦、工作站、游戲機(jī)和一些移動設(shè)備（如平板電腦、智能手機(jī)等）上圖像運(yùn)算工作的微處理器。

　　用途是將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所需要的顯示信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換驅(qū)動，并向顯示器提供行掃描信號，控制顯示器的正確顯示，是連接顯示器和個(gè)人電腦主板的重要元件，也是“人機(jī)對話”的重要設(shè)備之一。顯卡作為電腦主機(jī)里的一個(gè)重要組成部分，承擔(dān)輸出顯示圖形的任務(wù)，對于從事專業(yè)圖形設(shè)計(jì)的人來說顯卡非常重要。

　　工作原理

　　簡單說GPU就是能夠從硬件上支持T&L（Transform and Lighting，多邊形轉(zhuǎn)換和光源處理）的顯示芯片，由于T&L是3D渲染中的一個(gè)重要部分，其作用是計(jì)算多邊形的3D位置與處理動態(tài)光線效果，也能稱為“幾何處理”。一個(gè)好的T&L單元，能提供細(xì)致的3D物體和高級的光線特效；只不過大多數(shù)PC中，T&L的大部分運(yùn)算是交由CPU處理的（這就也就是所謂軟件T&L），因?yàn)镃PU的任務(wù)繁多，除了T&L之外，還要做內(nèi)存管理和輸入響應(yīng)等非3D圖形處理工作，所以在實(shí)際運(yùn)算的時(shí)候性能會大打折扣，一般出現(xiàn)顯卡等待CPU數(shù)據(jù)的情況，CPU運(yùn)算速度遠(yuǎn)跟不上時(shí)下復(fù)雜三維游戲的要求。即使CPU的工作頻率超出1GHz或更高，對它的幫助也不大，因?yàn)檫@是PC本身設(shè)計(jì)造成的問題，與CPU的速度無太大關(guān)系。

　　功能作用

　　顯卡的處理器稱為圖形處理器（GPU），它是顯卡的“心臟”，與CPU類似，只不過GPU是專為執(zhí)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)和幾何計(jì)算而設(shè)計(jì)的，這些計(jì)算是圖形渲染所必需的。某些最快速的GPU集成的晶體管數(shù)甚至超過了普通CPU。

　　時(shí)下的GPU多數(shù)擁有2D或3D圖形加速功能。如果CPU想畫一個(gè)二維圖形，只需要發(fā)個(gè)指令給GPU，如“在坐標(biāo)位置（x， y）處畫個(gè)長和寬為a×b大小的長方形”，GPU就可以迅速計(jì)算出該圖形的所有像素，并在顯示器上指定位置畫出相應(yīng)的圖形，畫完后就通知CPU “我畫完了”，然后等待CPU發(fā)出下一條圖形指令。

　　有了GPU，CPU就從圖形處理的任務(wù)中解放出來，可以執(zhí)行其他更多的系統(tǒng)任務(wù)，這樣可以大大提高計(jì)算機(jī)的整體性能。

　　GPU會產(chǎn)生大量熱量，所以它的上方通常安裝有散熱器或風(fēng)扇。

　　GPU是顯示卡的“大腦”，GPU決定了該顯卡的檔次和大部分性能，同時(shí)GPU也是2D顯示卡和3D顯示卡的區(qū)別依據(jù)。2D顯示芯片在處理3D圖像與特效時(shí)主要依賴CPU的處理能力，稱為軟加速。3D顯示芯片是把三維圖像和特效處理功能集中在顯示芯片內(nèi)，也就是所謂的“硬件加速”功能。顯示芯片一般是顯示卡上最大的芯片（也是引腳最多的）。時(shí)下市場上的顯卡大多采用NVIDIA和 AMD-ATI 兩家公司的圖形處理芯片。

　　GPU已經(jīng)不再局限于3D圖形處理了，GPU通用計(jì)算技術(shù)發(fā)展已經(jīng)引起業(yè)界不少的關(guān)注，事實(shí)也證明在浮點(diǎn)運(yùn)算、并行計(jì)算等部分計(jì)算方面，GPU可以提供數(shù)十倍乃至于上百倍于CPU的性能，如此強(qiáng)悍的“新星”難免會讓CPU廠商老大英特爾為未來而緊張， NVIDIA和英特爾也經(jīng)常為CPU和GPU誰更重要而展開口水戰(zhàn)。GPU通用計(jì)算方面的標(biāo)準(zhǔn)目前有OpenCL、CUDA、ATI STREAM。其中，OpenCL（全稱Open Computing Language，開放運(yùn)算語言）是第一個(gè)面向異構(gòu)系統(tǒng)通用目的并行編程的開放式、免費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，也是一個(gè)統(tǒng)一的編程環(huán)境，便于軟件開發(fā)人員為高性能計(jì)算服務(wù)器、桌面計(jì)算系統(tǒng)、手持設(shè)備編寫高效輕便的代碼，而且廣泛適用于多核心處理器（CPU）、圖形處理器（GPU）、Cell類型架構(gòu)以及數(shù)字信號處理器（DSP）等其他并行處理器，在游戲、娛樂、科研、醫(yī)療等各種領(lǐng)域都有廣闊的發(fā)展前景，AMD-ATI、NVIDIA時(shí)下的產(chǎn)品都支持OPEN CL。