GPU行业报告：研究框架（100页）

行业报告下载 2023年03月02日 07:45 管理员

微架构（Micro Architecture）：GPU的硬件电路设计构造方式。微架构又称为微处理器体系结构，是在图形函数和指令集条件下处理器中的执行方法。某一特定指令集可以在不同微架构中执行，但在运行过程中因设计目的不同而存在技术效果不同。 GPU微架构包括流处理器、渲染核、双精度浮点运算单元、特殊运算单元、流式多处理器、纹理处理器、图形处理器、流处理器阵列。 GPU架构工作流程为：Vertex Shader（定点着色器）建立图形骨架，再通过算法转化进行光栅化计算，进而进行纹理映射，再由Pixel Shader（像素着色器）像素处理，最终由ROP（光栅化引擎）输出。不同微架构决定了GPU各方面性能的不同，NVIDIA等国际GPU厂商均加大投入研发新架构作为提升竞争力的重要抓手。

Fermi 架构共含 4 个 GPC ， 16 个 SM ， 512 个 CUDA Core。每32个CUDA Core组成1个SM，每个SM为垂直矩形条带。为主机接口，图形渲染流水线中负责接收指令。通过PCIExpress 将 GPU和CPU相连接，并读取CPU指令。再通过 Front End（前端）处理指令。是全球首款实现了可扩展几何学流水线的重要元件。主要负责顶点拾取（Vertex Fetch）、细分曲面（Tessellation）、视口转换（Viewport Transform）、属性设定（Attribute Setup）、流输出（Stream Output）五个方面的处理工作。为光栅引擎，将光栅化处理硬件单元进行结合，包括 Edge/Triangle Setup（边缘/三角形设定）、Rasterization （光栅化）和Z-Culling（Z轴压缩)。以流水线的形式运行指令，每时钟循环周期能够处理8个像素。将Vertex-shader生成图形上的顶点和线段转化为对应的像素点，光栅化引擎在过程中负责接受三角形的像素信息生成和背面提出、Early-Z剔除。

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