GPU：从图形处理到通用计算的核心转变

"本文介绍了GPU（图形处理器）在电子设备中的重要地位，以及其从单纯图形渲染到支持更多复杂计算的发展历程。随着3D游戏的普及，GPU的计算能力不断提升，制造商如NVIDIA推出的GeForce256引入了Transform and Lighting（T&L）单元，扩展了GPU的核心功能。进入新千年，像素和顶点着色器语言的出现，使得GPU能执行更灵活的算法，从而催生了GPU通用计算的诞生。" GPU（图形处理单元）是现代电子设备中的核心硬件组件，尤其在工作站和移动设备中非常常见。它最初的主要作用是为用户提供图形界面。上世纪90年代中期，随着3D加速游戏的流行，如Quake和Unreal系列，GPU的计算能力得到了快速提升，能够处理更复杂的场景渲染。 1990年代后期，GPU制造商开始扩展其核心功能。NVIDIA的GeForce256是一个里程碑产品，它内置了Transform and Lighting（T&L）单元，专门处理几何操作，显著增强了对3D场景的高效渲染能力。这种趋势在21世纪初继续发展，引入了像素和顶点着色器语言，如OpenGL和Direct3D，这些语言允许程序员在GPU上执行以前固定管线处理的渲染任务之外的自定义算法。 这一变化极大地激发了计算机科学家的兴趣，他们利用GPU日益增长的计算能力来实现更广泛的算法，通过上述的着色器语言将通用计算任务转移到GPU上。这一创新被称为GPU通用计算，或GPGPU（General-Purpose computing on Graphics Processing Units），使得GPU在科学计算、数据处理、机器学习等领域发挥了重要作用。 随着技术的不断进步，GPU的角色不再局限于图形渲染，而是成为并行计算的重要平台，大大提升了计算效率，为现代高性能计算和人工智能应用提供了强大支持。如今，GPU已经成为数据中心、超级计算机以及个人电脑中不可或缺的部分，继续推动着计算技术的革新。