Grafikprozessor (GPU)

Definition - Was bedeutet Grafikverarbeitungseinheit (GPU)?

Eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) ist ein Einzelchip-Prozessor, der hauptsächlich zur Verwaltung und Steigerung der Leistung von Videos und Grafiken verwendet wird. Zu den GPU-Funktionen gehören:

  • 2-D- oder 3-D-Grafiken
  • Digitaler Ausgang für Flachbildschirme
  • Textur-Mapping
  • Anwendungsunterstützung für hochintensive Grafiksoftware wie AutoCAD
  • Polygone rendern
  • Unterstützung für YUV-Farbraum
  • Hardware-Overlays
  • MPEG-Decodierung

Diese Funktionen sollen die Arbeit der CPU verringern und schnellere Videos und Grafiken erzeugen.

Eine GPU wird nicht nur in einem PC auf einer Grafikkarte oder einem Motherboard verwendet. Es wird auch in Mobiltelefonen, Displayadaptern, Workstations und Spielekonsolen verwendet.

Dieser Begriff wird auch als visuelle Verarbeitungseinheit (VPU) bezeichnet.

Technische.me erklärt die Graphics Processing Unit (GPU)

Die erste GPU wurde 1999 von NVidia entwickelt und heißt GeForce 256. Dieses GPU-Modell konnte 10 Millionen Polygone pro Sekunde verarbeiten und hatte mehr als 22 Millionen Transistoren. Die GeForce 256 war ein Single-Chip-Prozessor mit integrierter Transformations-, Zeichen- und BitBLT-Unterstützung, Lichteffekten, Dreiecks-Setup / Clipping- und Rendering-Engines.

GPUs wurden immer beliebter, als die Nachfrage nach Grafikanwendungen zunahm. Schließlich wurden sie nicht nur eine Verbesserung, sondern eine Notwendigkeit für eine optimale Leistung eines PCs. Spezielle Logikchips ermöglichen jetzt schnelle Grafik- und Videoimplementierungen. Im Allgemeinen ist die GPU an die CPU angeschlossen und vollständig vom Motherboard getrennt. Der Direktzugriffsspeicher (RAM) ist über den Accelerated Graphics Port (AGP) oder den PCI-Express-Bus (Peripheral Component Interconnect Express) verbunden. Einige GPUs sind in die Northbridge auf dem Motherboard integriert und verwenden den Hauptspeicher als digitalen Speicherbereich. Diese GPUs sind jedoch langsamer und weisen eine schlechtere Leistung auf.

Die meisten GPUs verwenden ihre Transistoren für 3D-Computergrafiken. Einige haben jedoch den Speicher für die Zuordnung von Scheitelpunkten beschleunigt, z. B. GIS-Anwendungen (Geographic Information System). Einige der moderneren GPU-Technologien unterstützen programmierbare Shader, die Texturen, mathematische Eckpunkte und genaue Farbformate implementieren. Anwendungen wie Computer Aided Design (CAD) können über 200 Milliarden Operationen pro Sekunde verarbeiten und bis zu 17 Millionen Polygone pro Sekunde liefern. Viele Wissenschaftler und Ingenieure verwenden GPUs für detailliertere berechnete Studien unter Verwendung von Vektor- und Matrixmerkmalen.