GPU，學(xué)名可編程圖形處理單元，俗稱可編圖形硬件，一般被行外稱為顯卡(GPU不是顯卡，它是顯卡中的核心處理單元)。

GPU概念產(chǎn)生于20世紀(jì)70、80年代交替年間，主要用于游戲和視頻游戲方面，那時的全部戰(zhàn)力僅僅能夠快速合成幾張圖片。十年后，80、90年代交替時，出現(xiàn)了基于數(shù)字信號處理芯片，它的主要特點就是貴，當(dāng)然性能得到了極大提高。1991、1995年對2D加速器的支持得到升級。

1998年是劃時代的一年， NVIDIA(英偉達(dá))宣布modern GPU研發(fā)成功，進入GPU可編程時代，是歷史性突破。與之前的GPU不同，程序員可以將代碼運行在GPU的處理單元中，而之前的GPU僅僅能處理固定功能，一旦設(shè)計完成，用戶不能根據(jù)需求擴展功能，最多可以參與簡單的設(shè)置(固定管線著色器)。

1998年后，modern GPU的發(fā)展又分為四個階段：

第一代，代表者有NVIDIA的TNT2、 ATI的Grage 、3Dfx的Voodoo3。這一時期的GPU功能很有限，只能用于紋理組合的數(shù)學(xué)計算，或者像素值的計算。

第二代，1999年到2000年(都是時代之交)，這一時期的GPU具備了三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和光照計算能力，OpenGL和DirectX7(圖形接口簇)相繼支持應(yīng)用程序通過硬件進行坐標(biāo)變換。同時對紋理的操作擴展到3維的CubeMap。代表作有NVIDDIA的GeForce256、MAX， ATI的Radeon 7500等。

第三代，2001年，支持頂點編程能力的顯卡面世(暫不支持像素編程能力)。

第四代，至今，市面的顯卡同時支持了頂點(vertex)和片段(fragment，也可翻譯成片元)編程能力。當(dāng)前課程中的重要一環(huán)就是“頂點和片段著色器”。

那么同學(xué)們想一想，為什么要發(fā)展GPU呢?CPU不是也能執(zhí)行程序嗎?還要顯卡做什么呢?先來看一張圖：

GPU：控制器少，計算單元多。CPU：控制器很大，計算單元則很少。這里不要糾結(jié)計算單元的面積大小，這只是示意圖。

GPU采用流式并行計算模式，每一個計算單元可以單獨負(fù)責(zé)一個像素點，每個像素點不依賴旁邊像素點的數(shù)據(jù)，所以每個計算單元都是獨立并行的，不需要控制器額外干涉。

CPU處理則與之不同，線性處理較多，這條數(shù)據(jù)的可能依賴上一條數(shù)據(jù)的結(jié)果，同時還需要控制器參與取指令，指出下一條指令在內(nèi)存中的位置。所以CPU的結(jié)構(gòu)不適合獨立的像素運算(像素一個一個的算效率極低)。

GPU在控制方面弱于CPU，但在并發(fā)算力方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝于CPU。例如黑客們破解密碼時，需要大量的嘗試性計算，他們首選必是GPU。

所以，但看計算能力，GPU由于高并發(fā)能力，算力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于CPU;但說到分布、有序、控制力上，CPU要勝過GPU。