图形处理器(Graphics Processing Unit,缩写:GPU),又称显示核心、视觉处理器、显示芯片,是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和移动设备(如平板电脑、智能手机等)上做图像和图形相关运算工作的微处理器。GPU的概念首次由NVIDIA公司在1999年发布GeForce256图形处理芯片时提出。
GPU与CPU的区别:GPU具备强大并行计算能力,CPU擅长逻辑判断。从架构来看,CPU和GPU都有内存(DRAM)、储存单元(Cache)、计算单元(ALU)以及控制单元(Control),但是CPU芯片空间的ALU占比不到20%,而GPU芯片80%以上的空间都是ALU,即GPU拥有更多的ALU用于数据并行处理,这是GPU具备强大并行计算能力的原因。CPU的控制单元占比较重,因此CPU较为擅长处理复杂的控制逻辑,如预测分支、乱序执行、多级流水任务等。



GPU 按照接入方式可以划分为独立显卡和集成显卡。独立显卡是一种与处理器(CPU)分离的 GPU,具备的专用内存,不与 CPU 共享,拥有自己的内存源和电源,因此性能更高,功率更大,产生热量更多。独立显卡常见于台式机、笔记本电脑,小型 PC 也可以包含独立显卡。集成显卡是一种内置于处理器的 GPU。集成GPU 使用与 CPU 共享系统内存,由于集成显卡内置于处理器中,性能较低,因此通常功耗更低,产生的热量更少。集成显卡的处理器通常位于外形较小的系统中,例如笔记本电脑。


GPU除了绘制图形功能外,还承担了物理模拟、海量计算、AI计算等功能。尤其在近年来,人工智能的崛起推动了GPU集成了AI Core运算单元,反哺AI运算能力的提升,给各行各业带来了计算能力的提升。部分机器学习模型,如Yandex在2017年开源的机器学习库Catboost,就搭载了调用GPU训练机器模型的功能,能够充分利用GPU芯片的多线程运算优势,在大数据分析下提高机器学习模型训练效率。



GPU行业的产业链主要涉及三个环节:设计、制造、封装。供给模式有IDM和Fab+Fabless两种。
IDM模式:集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等多个产业链环节于一身,代表厂商有英特尔。
Fab+Fabless模式的代表有:AMD设计,台积电制造,通富微电封测;ARM阵营的苹果设计,台积电制造,日月光封测。景嘉微处于集成电路行业中的芯片设计环节,采用Fabless模式,同时具备GPU软件及GPU硬件研发能力。