什麼是 GPU 計算

什麼是 GPU 計算?

GPU 計算就是運用 GPU (圖形處理器) 搭配 CPU 來加速通用科學和工程應用程序。GPU 計算於五年前由 NVIDIA® 公司率先提出，以後迅速成爲一種行業標準，在全世界範圍內擁有數以百萬計的用戶，幾乎全部的計算供應商均採用 GPU 計算。

GPU 計算經過將應用程序中計算量繁重的部分交給 GPU 處理，程序的剩餘部分依然在 CPU 上運行，從而可實現史無前例的應用程序性能。 從用戶的角度而言，應用程序只是運行速度比從前快了不少。

CPU + GPU 是一個強大的組合，由於 CPU 包含幾個專爲串行處理而優化的核心，而 GPU 則由數以千計更小、更節能的核心組成，這些核心專爲提供強勁的並行性能而設計。 程序的串行部分在 CPU 上運行，而並行部分則在 GPU 上運行。

經過運用咱們目錄中所列的任意GPU 加速應用程序，大多數客戶可以當即享受到 GPU 計算的優點。 該目錄重點列舉了一百多款行業領先的應用程序。對開發者來講，GPU 計算擁有由各大軟件開發商旗下工具和庫所組成的巨大生態系統。

GPU 計算的歷史

圖形芯片最開始被用做固定函數的圖形流水線。通過多年的發展，這些圖形芯片的可編程性逐漸加強，從而使第一顆 NVIDIA® GPU 得以問世。 在 1999-2000 年間，計算機科學家和醫學成像以及電磁學領域中的研究者開始使用 GPU 來加速一系列的科學應用。這就是所謂的「GPGPU」或 GPU 通用計算運動

雖然用戶取得了史無前例的性能 (在某些情形中實現了比 CPU 高100 倍的性能)，然而難題是 GPGPU 須要使用 OpenGL 和 Cg 等圖形編程API 來對 GPU 進行編程。 這樣便限制了人們利用 GPU的強大處理能力來爲科學加速。

全部 NVIDIA® GPU GeForce、 NVIDIA® Quadro 以及 NVIDIA® Tesla) 均支持 GPU 計算和CUDA®並行編程模型。開發者幾乎在任意平臺上都可運用 NVIDIA® GPU，這些平臺包括最新的蘋果 MacBook Pro。 然而，咱們建議使用NVIDIA® Tesla GPU 來處理那些強調可靠性與總體性能的工做。 如需瞭解更多細節，敬請參閱「爲何選擇 NVIDIA® Tesla」。

NVIDIA®Tesla GPU徹底專爲加速科學技術計算工做而設計。最新的 NVIDIA® TeslaGPU 基於「Kepler 架構」中的諸多創新特性，與上一代架構相比，可提供三倍的性能，雙精度浮點性能高達 1 Teraflops 以上，同時還大幅提高了可編程性和效率。Kepler 是世界上最快、最節能的高性能計算 (HPC) 架構。

NVIDIA® 意識到了將這種性能提供給更廣闊的科學界的潛力，所以投入力量修改 GPU，讓開發者可以對 GPU 充分編程，使其可以無縫地運用C、C++以及Fortran等熟悉的語言。

GPU 計算的發展勢頭比以往任什麼時候候都更加迅猛。如今，世界上一些最快的超級計算機仰仗GPU 來加快科學探索，全球有 600 所大學已開設NVIDIA® GPU 並行計算課程，積極運用 GPU 的開發者人數已達數十萬計。