電腦裡的顯示卡，相當於手機裡的什麼硬體？

電腦裡的顯示卡，相當於手機裡的GPU

圖形處理器（英語：Graphics Processing Unit，縮寫：GPU），又稱顯示核心、視覺處理器、顯示晶片，是一種專門在個人電腦、工作站、遊戲機和一些移動裝置（如平板電腦、智慧手機等）上影象運算工作的微處理器。用途是將計算機系統所需要的顯示資訊進行轉換驅動，並向顯示器提供行掃描訊號，控制顯示器的正確顯示，是連線顯示器和個人電腦主機板的重要元件，也是“人機對話”的重要裝置之一。顯示卡作為電腦主機裡的一個重要組成部分，承擔輸出顯示圖形的任務，對於從事專業圖形設計的人來說顯示卡非常重要。功能作用顯示卡的處理器稱為圖形處理器（GPU），它是顯示卡的“心臟”，與CPU類似，只不過GPU是專為執行復雜的數學和幾何計算而設計的，這些計算是圖形渲染所必需的。某些最快速的GPU整合的電晶體數甚至超過了普通CPU。時下的GPU多數擁有2D或3D圖形加速功能。如果CPU想畫一個二維圖形，只需要發個指令給GPU，如“在座標位置（x, y）處畫個長和寬為a×b大小的長方形”，GPU就可以迅速計算出該圖形的所有畫素，並在顯示器上指定位置畫出相應的圖形，畫完後就通知CPU “我畫完了”，然後等待CPU發出下一條圖形指令。有了GPU，CPU就從圖形處理的任務中解放出來，可以執行其他更多的系統任務，這樣可以大大提高計算機的整體效能。GPU會產生大量熱量，所以它的上方通常安裝有散熱器或風扇。GPU是顯示卡的“大腦”，GPU決定了該顯示卡的檔次和大部分效能，同時GPU也是2D顯示卡和3D顯示卡的區別依據。2D顯示晶片在處理3D影象與特效時主要依賴CPU的處理能力，稱為軟加速。3D顯示晶片是把三維影象和特效處理功能集中在顯示晶片內，也就是所謂的“硬體加速”功能。顯示晶片一般是顯示卡上最大的晶片（也是引腳最多的）。時下市場上的顯示卡大多采用NVIDIA和 AMD-ATI 兩家公司的圖形處理晶片。GPU已經不再侷限於3D圖形處理了，GPU通用計算技術發展已經引起業界不少的關注，事實也證明在浮點運算、平行計算等部分計算方面，GPU可以提供數十倍乃至於上百倍於CPU的效能，如此強悍的“新星”難免會讓CPU廠商老大英特爾為未來而緊張， NVIDIA和英特爾也經常為CPU和GPU誰更重要而展開口水戰。GPU通用計算方面的標準目前有OpenCL、CUDA、ATI STREAM。其中，OpenCL(全稱Open Computing Language，開放運算語言)是第一個面向異構系統通用目的並行程式設計的開放式、免費標準，也是一個統一的程式設計環境，便於軟體開發人員為高效能計算伺服器、桌面計算系統、手持裝置編寫高效輕便的程式碼，而且廣泛適用於多核心處理器(CPU)、圖形處理器(GPU)、Cell型別架構以及數字訊號處理器(DSP)等其他並行處理器，在遊戲、娛樂、科研、醫療等各種領域都有廣闊的發展前景，AMD-ATI、NVIDIA時下的產品都支援OPEN CL。1985年 8月20日 ATi公司成立，同年10月ATi使用ASIC技術開發出了第一款圖形晶片和圖形卡，1992年 4月 ATi釋出了 Mach32 圖形卡集成了圖形加速功能，1998年 4月 ATi被IDC評選為圖形晶片工業的市場領導者，但那時候這種晶片還沒有GPU的稱號，很長的一段時間ATI都是把圖形處理器稱為VPU，直到AMD收購ATI之後其圖形晶片才正式採用GPU的名字。NVIDIA公司在1999年釋出GeForce 256圖形處理晶片時首先提出GPU的概念。從此NV顯示卡的芯就用這個新名字GPU來稱呼。GPU使顯示卡削減了對CPU的依賴，並實行部分原本CPU的工作，更加是在3D圖形處理時。GPU所採用的核心技術有硬體T&L、立方環境材質貼圖與頂點混合、紋理壓縮及凹凸對映貼圖、雙重紋理四畫素256位渲染引擎等，而硬體T&L技術能夠說是GPU的標誌。工作原理簡單說GPU就是能夠從硬體上支援T&L（Transform and Lighting，多邊形轉換和光源處理）的顯示晶片，由於T&L是3D渲染中的一個重要部分，其作用是計算多邊形的3D位置與處理動態光線效果，也能稱為“幾何處理”。一個好的T&L單元，能提供細緻的3D物體和高階的光線特效；只不過大多數PC中，T&L的大部分運算是交由CPU處理的(這就也就是所謂軟體T&L)，因為CPU的任務繁多，除了T&L之外，還要做記憶體管理和輸入響應等非3D圖形處理工作，所以在實際運算的時候效能會大打折扣，一般出現顯示卡等待CPU資料的情況，CPU運算速度遠跟不上時下複雜三維遊戲的要求。即使CPU的工作頻率超出1GHz或更高，對它的幫助也不大，因為這是PC本身設計造成的問題，與CPU的速度無太大關係。產品區別編輯GPU在幾個主要方面有別於DSP(Digital Signal Processing，簡稱DSP，數字訊號處理)架構。其所有計算均使用浮點演算法，而且此刻還沒有位或整數運算指令。此外，由於GPU專為影象處理設計，因此儲存系統實際上是一個二維的分段儲存空間，包括一個區段號（從中讀取影象）和二維地址（影象中的X、Y座標）。此外，沒有任何間接寫指令。輸出寫地址由光柵處理器確定，而且不能由程式改變。這對於自然分佈在儲存器之中的演算法而言是極大的挑戰。最後一點，不同碎片的處理過程間不允許通訊。實際上，碎片處理器是一個SIMD資料並行執行單元，在所有碎片中獨立執行程式碼。儘管有上述約束，但是GPU還是可以有效地執行多種運算，從線性代數和訊號處理到數值模擬。雖然概念簡單，但新使用者在使用GPU計算時還是會感到迷惑，因為GPU需要專有的圖形知識。這種情況下，一些軟體工具可以提供幫助。兩種高階描影語言CG和HLSL能夠讓使用者編寫類似C的程式碼，隨後編譯成碎片程式組合語言。Brook是專為GPU計算設計，且不需要圖形知識的高階語言。因此對第一次使用GPU進行開發的工作人員而言，它可以算是一個很好的起點。Brook是C語言的延伸，整合了可以直接對映到GPU的簡單資料並行程式設計構造。經 GPU儲存和操作的資料被形象地比喻成“流”（stream），類似於標準C中的陣列。核心（Kernel）是在流上操作的函式。在一系列輸入流上呼叫一個核心函式意味著在流元素上實施了隱含的迴圈，即對每一個流元素呼叫核心體。Brook還提供了約簡機制，例如對一個流中所有的元素進行和、最大值或乘積計算。Brook還完全隱藏了圖形API的所有細節，並把GPU中類似二維儲存器系統這樣許多使用者不熟悉的部分進行了虛擬化處理。用Brook編寫的應用程式包括線性代數子程式、快速傅立葉轉換、光線追蹤和影象處理。利用ATI的X800XT和Nvidia的GeForce 6800 Ultra型GPU，在相同快取記憶體、SSE彙編最佳化Pentium 4執行條件下，許多此類應用的速度提升高達7倍之多。對GPU計算感興趣的使用者努力將演算法對映到圖形基本元素。類似Brook這樣的高階程式語言的問世使程式設計新手也能夠很容易就掌握GPU的效能優勢。訪問GPU計算功能的便利性也使得GPU的演變將繼續下去，不僅僅作為繪製引擎，而是會成為個人電腦的主要計算引擎。識別軟體說起處理器識別工具CPU-Z，其知名度和必備度無需贅言。硬體網站時下又給我們提供了一個類似的工具，用於顯示卡識別的“GPU-Z”。這是TechPowerUp釋出的專業顯示卡識別工具。供應商GPU有非常多的廠商都生產，和CPU一樣，生產的廠商比較多，但大家熟悉的卻只有INA，以至於大家以為GPU只有三大廠商。英特爾英特爾的GPU基本為整合顯示卡晶片，用於英特爾的主機板和英特爾的CPU。可能你想不到，要是隻按市場佔有率計算，英特爾隨著他主機板及CPU發售的整合GPU佔據了整個GPU市場的60%以上。他的GPU主要有：唯一一款獨立顯示卡晶片Intel 740（i740）。Extreme Graphics系列、GMA系列（集成於晶片組中）。現在的HD Graphics系列 、Iris™ Graphics系列 、Iris™ Pro Graphics 系列等（集成於CPU中）。NVIDIANVIDIA是現在最大的獨立顯示卡晶片生產銷售商。他的GPU包括大家熟悉的Geforce系列 ，包括GTX、GTS、GT等。專業工作站的Quadro系列 ，超級計算的Tesla系列 ，多顯示器商用的NVS系列 ，移動裝置的Tegra系列 。以前也銷售整合在主機板上的整合顯示卡晶片，這些隨著主機板晶片組一起發售，但是由於AMD收購ATI後自身主機板晶片組GPU能力提高，NVIDIA晶片組如日中天的景象已經消失了。曾經為遊戲機Xbox、PS3供應GPU。AMD(ATI)AMD是世界上第二大的獨立顯示卡晶片生產銷售商，他的前身就是ATI，2006年AMD以54億美元收購ATI。他的GPU主要是大家熟悉的Radeon系列 ，包括以前的X、HD系列，近幾年的R9、R7、R5、R3，現在的RX系列等。專業工作站的FireGL系列，超級計算的FireStream系列，多顯示器商用的FireMV系列，現在前三者已合併為FirePro系列 。早期ATI還生產過Wonder系列、Mach系列、Rage系列晶片。除了獨立顯示卡之外AMD還擁有整合顯示卡晶片，集成於晶片組、APU中。由於AMD收購ATI後，其主機板市場迅速擴大，已經奪取了NVIDIA在AMD處理器主機板晶片組的半壁江山。就現在的發售量和發售盈利方面，AMD的GPU市場佔有率方面仍然略輸於NVIDIA。AMD也是遊戲機Xbox 360、Wii、Wii U、PS4、Xbox One的GPU供應商。3dfx3dfx是一家於1994年成立的生產3D GPU及顯示卡的公司。曾經生產了Voodoo系列顯示卡，並且研發了SLI技術。由於經營不善等問題於2002年被NVIDIA收購。MatroxMatrox當年和NVIDIA，ATI一起爭奪獨立顯示卡晶片市場份額的一家公司，在曾經的一個時期Matrox的顯示卡和NVIDIA，ATI曾經在效能上比肩過。但由於後來其開發能力日漸衰退，在GF5時期，也就是ATI的9000系列時期，Matrox由於效能上整整落後了GF5900和Raden9800一個世代而逐漸被淘汰，淡出了民用獨立顯示卡市場。但時下Matrox仍然在工程用專業顯示卡方面有自己的地位。這些顯示卡用於工程主圖和多頭輸出仍然很強力。與NVIDIA和AMD的專業顯示卡不同，NVIDIA，ATI的專業顯示卡涉足的是3D領域，而Matrox得專業顯示卡涉足的是2D領域，也就是CAD。但由於OpenCL、CUDA的日漸普及，DX10以上顯示卡將在所有支援CUDA的程式上表現出驚人的效能，也就是說當CUDA在各種運用軟體普及的那天，Matrox也必將退出2D專業卡的市場。SiS和VIA矽統和威盛時下是對孿生兄弟，但他們曾經也是分開的兩家公司，並且都生產自己主機板的整合顯示卡晶片。但這可憐的兩兄弟已經逐步在淡出主機板市場了，也就必定將淡出GPU市場。型別獨立顯示卡顯示卡是透過PCI-Express、PCI或AGP等擴充套件槽介面與主機板連線的，而通常它們可以相對容易地被取代或升級（假設主機板能支援升級）。現在，仍然有少數顯示卡採用頻寬有限的PCI插槽作連線，但它們通常只會在主機板沒有提供PCI-Express和AGP插槽的情況下才會使用。在現今的定義裡，獨立繪圖處理器不一定需要，是可以被移除的，也不一定要直接與主機板連線。所謂的“專用”即是指獨立顯示卡（或稱專用顯示卡）內的RAM只會被該卡專用，而不是指顯示卡是否可從主機板上獨立移除。基於體積和重量的限制，供膝上型電腦使用的獨立繪圖處理器通常會透過非標準或獨特的介面作連線。然而，由於邏輯介面相同，這些埠仍會被視為PCI-Express或AGP，即使它們在物理上是不可與其他顯示卡互換的。一些特別的技術，如NVIDIA的SLI和ATI的CrossFire允許多個繪圖處理器共同處理一個單一的影片輸出，可令電腦的影象處理能力增加。整合繪圖處理器整合繪圖處理器（或稱內建顯示核心）是設在主機板或CPU上的繪圖處理器，運作時會借用電腦內部分的系統儲存器。2007年裝設整合顯示的個人電腦約佔總出貨量的90%，相比起使用獨立顯示卡的方案，這種方案可能較為便宜，但效能也許相對較低。從前，整合繪圖處理器往往會被認為是不適合於執行3D遊戲或精密的圖形型運算。然而，如Intel GMA X3000（Intel G965 晶片組）、AMD的Radeon HD 4290（AMD 890GX 晶片組）和NVIDIA的GeForce 8200（NVIDIAnForce 730a晶片組）已有能力處理對系統需求不是太高的3D影象。當時較舊的整合圖形處理器組缺乏如硬體T&L等功能，只有較新型號才會包含。影響整合繪圖處理器的效能，其中一個原因是由於內建顯示核心的運算速度。同時，圖形處理器在運作時會消耗一定數量的儲存器。系統儲存器的速度比高階獨立繪圖儲存器來得慢，系統儲存器的傳送速度可能是10GB/s至20GB/s左右，獨立繪圖儲存器則至少有50GB/s，甚至超過150GB/s，取決於型號而定。不過從2009年開始，圖形處理器已經從主機板移去處理器了，如Intel的Westmere架構至目前的Kaby Lake架構。不過極致版並沒有整合圖形處理器。整合至處理器的好處是由於繪圖及處理器晶片工藝為相同(Westmere除外，CPU為32nm而GPU為45nm)，可以減低熱功耗。隨著內顯技術的成熟，目前的內顯已經足夠應付基本3D的需求，不過仍然依賴主機板本身的儲存器。相關問題第一個問題GPU的競爭遠比CPU的競爭來得激烈。通用PC的CPU就只有英特爾和AMD兩家大廠。而在GPU方面領先的是N記和A記兩家廠商，但能生產中低端產品的還有英特爾、S3等好幾家廠商。它們的產品雖然不如前兩家，但在很多應用方面也能滿足使用者的需要，所以N記和A記只有拼命往前跑才不會死掉。CPU廠商沒有采用GPU的先進工藝是因為CPU廠商都有自己投資的生產線，不可能一下把原來的生產線都淘汰了上新的生產線，那樣做可能連當初投入的資金都難以收回。而GPU廠商由於種種原因，一般都是自己設計由別人代工的，比如找臺積電代工。代工廠商為了能接到業務，只有不停升級自己的生產裝置，這樣才能生存下來。所以造成以上原因。第二個問題就如你所說的一樣，CPU除了處理遊戲的AI，情節等方面的資料外，對於有些影象方面也是由它完成的。當微軟每次釋出新的DX時，並不是每款GPU都能支援DX新的特性，所以有些影象方面的任務還得由CPU來完成。還有有些特性比如重力特性以前是由CPU來完成，時下有些GPU也能支援了，這些任務就由GPU來完成了。第三個問題GPU相當於專用於影象處理的CPU，正因為它專，所以它強，在處理影象時它的工作效率遠高於CPU，但是CPU是通用的資料處理器，在處理數值計算時是它的強項，它能完成的任務是GPU無法代替的，所以不能用GPU來代替CPU。另外時下AMD收購了A記顯示卡晶片的設計廠商，AMD看到今後CPU和GPU只有走一條融合的道路才能在競爭中佔得先機。CPU和GPU如何配合默契才能最大地提高工作效率是AMD時下考慮的問題，也是英特爾的問題。第四個問題微軟釋出windows7 其中一個顯著特性就是 聯合GPU和CPU的強大實力，提升GPU在硬體使用的價值，在Windows7中，CPU與GPU組成了協同處理環境。CPU運算非常複雜的序列程式碼，而GPU則執行大規模並行應用程式。微軟利用DirectX Compute將GPU作為作業系統的核心組成部分之一。DirectX Compute。它讓開發人員能夠利用 GPU的大規模平行計算能力，創造出引人入勝的消費級和專業級計算應用程式。簡單的說，DirectX Compute就是微軟開發的GPU通用計算介面，欲統一GPU通用計算標準。也就是說windows7 以後GPU的硬體地位將僅次於CPU，發揮出更大的效用。

你 問的是獨顯還是集顯？

獨顯的話手機裡沒有對應的硬體。

集顯對應的就是GPU，電腦裡顯示卡核心也叫GPU。

如果你把顯示卡拆開來看，就會看到，它上面的部件

如GPU，視訊記憶體，散熱風扇等

顯示卡，物如其名，顯示加速卡。

它開始時的作用就是對圖形顯示進行加速

而它的部件組成，如果聯想你的電腦主機板，你或許會察覺到——

GPU類比CPU

視訊記憶體類比記憶體

顯示卡PCB類比主機板

其實顯示卡就是一個類似於電腦系統的部件，

為什麼它會需要這麼大的系統和資源來供應它的運作？

因為它的重要性，

在我們的硬體架構中，對所有顯示資料的處理，對圖形加速的處理都要經過顯示卡來完成

而時至今日，顯示卡更是成為了桌上型電腦裡的用電大戶（高階顯示卡如RTX2080ti，RTX2080，GTX1080ti等，功耗均超過200W，相比之下高階CPU如I7 8700K的TDP才95W，超頻5.0也才150W上下。），以及主機配件中的燒錢大戶。

這些都是因為我們離不開它。

如果非要類比，CPU是心臟，那麼GPU就是大腦。

那麼手機也是類似，只不過由於體積和物理空間所限，手機的GPU大多是整合的，有些是單獨整合在主機板上，有些和CPU整合在同一個物理空間內。

因此手機上的GPU和電腦上的GPU扮演的是同一個角色。

要想知道電腦裡的顯示卡相當於手機中的什麼硬體，你應該首先要知道電腦裡的顯示卡是幹什麼的。

電腦的顯示卡一般來說是負責圖形計算，就是你玩遊戲的時候都是顯示卡在背後發力，執行計算模型的多邊形，給模型著色等等工作。

顯然手機作為一臺微型電腦也肯定有功能類似的處理模組，那麼到底是什麼呢？

由於手機裝置都比較小，內部整合度很高，不可能像臺式電腦那樣採用分立式、可拆式設計，基本上所有重要的晶片都整合到一塊，就像是AMD的APU處理器，但是手機SoC整合的東西更多，不僅有CPU、GPU、記憶體控制器，還有ISP、DSP、安全模組、基帶、wifi/藍芽控制模組等等，功能非常複雜，且整合度極高。

而電腦中的顯示卡其實就相當於手機SoC模組中的GPU，GPU全稱是Graphics Processing Unit，也是負責圖形計算功能。

可能大家沒什麼概念，下面就舉幾個例子吧

高通驍龍835搭載的GPU是Adreno 540

聯發科Helio X30的GPU則是PowerVR 7XTP-MT4

華為海思麒麟970的GPU是ARM Mali-G72 MP12

三星Exynos 8895用的也是ARM Mali-G71 MP20

蘋果公司在去年的A11仿生處理器用上了自研的GPU，但是沒有公佈代號，只是說Apple Design的三核GPU

從上面幾款手機SoC來看，其GPU方案不外乎幾個

高通的Adreno收購與ATI的Imageon

ARM的公版GPU Mali是收購於挪威GPU開發商Falanx