我是不是认为现代消费类显卡使用完全相同的 GPU 结构进行实际图形渲染和裸计算？

Posted 2023-03-28

【中文标题】我是不是认为现代消费类显卡使用完全相同的 GPU 结构进行实际图形渲染和裸计算？

【英文标题】：Am I right thinking that modern consumer graphics cards use exactly the same GPU structures for actual graphics rendering and bare computations?我是否认为现代消费类显卡使用完全相同的 GPU 结构进行实际图形渲染和裸计算？

【发布时间】：2013-04-21 02:23:11

【问题描述】：

我是否认为现代消费类显卡（比如那些传统的 nVidia 和 ATi 型号）使用完全相同的 GPU 结构和操作进行实际图形渲染（通过 DirectX、OpenGL 等）和裸计算（通过 OpenCL、CUDA ， 等等。）？这实际上是所有 DirectX/OpenGL 功能都支持的软件（固件+驱动程序）部分，而无需以纯硬件方式执行任何特定于图形的操作吗？是不是让它成为一个图形加速卡（而不是一个纯粹的通用计算加速单元）一个软件逻辑抽象层——一个运行在硬件上的单纯的应用程序？

我真正感兴趣的是是否有可能（不管需要多少工作和专业知识）编写一个完整的软件（用户空间）3D 渲染（比如 3D 游戏）引擎使用 CUDA/OpenCL，它将像卡本身（及其固件和驱动程序）一样高效（或接近）实现所有 DirectX/OpenGL 功能，并且在此引擎工作时是否有任何卡硬件部件将被闲置.

导致我提出这个问题的原因包括我从经验中了解到的以下事实：

硬件图形加速驱动程序过去存在许多可见的错误。

软件渲染（我过去常常玩 3D 游戏）几乎总是更稳定（不太容易出现挂起和视觉伪影）。

通用 CUDA/OpenCL 操作似乎相对稳定且具有确定性，比“硬件”图形加速更可靠。

因此，以“软件”方式实现 3D 渲染但尽可能使用 GPU 而不是 CPU 进行计算似乎是一个奇怪的想法。例如，这似乎几乎可以解决 Linux 驱动程序的混乱。

【参考方案1】：

显卡的物理设计不同于通用计算单元。

通用计算加速单元将拥有更少、更快的内核。例如，英特尔的显卡拥有 80 个 x86 内核，而 Nvidia 的显卡拥有一千或两个内核。

然而，除此之外，它们几乎是相同的。由于延迟问题，相同的延迟问题，相同的吞吐量目标。

为了回答另一个问题，DirectX 和 OpenGL 是在软件中完成的，这样可以极大地受益于 GPU 的架构。

【讨论】：

我真正感兴趣的是是否有可能（不管需要多少工作和技术）编写一个完整的软件（用户空间）3D 渲染（比如说一个使用 CUDA/OpenCL 的 3D 游戏）引擎，它将像卡本身（及其固件和驱动程序）一样高效（或接近）实现所有 DirectX/OpenGL 功能，并且如果任何卡硬件部件将被留下此引擎工作时未使用。

【参考方案2】：

不，您不能使用 OpenCL/Cuda 实现全速 OpenGL/Direct3D。

3D 渲染过程的一些关键部分，例如曲面细分和光栅化，以及整个可编程图形管道都是硬连线的。来自AMD's GCN whitepaper的第12页：

3D 管线由几种类型的可编程着色器组成 （例如顶点、外壳、域、几何和像素着色器）和各种 操作三角形和像素的固定功能硬件。

在 AMD 的 GCN 架构中，有一个他们称之为 Export Unit（第 8 页）的东西，即 "the Compute Unit's window to the fixed function graphics hardware"，您无法使用最新的 OpenCL 标准访问它。 p>

您很可能会在 NVidia GPU 中找到一些类似的东西。

更务实地回答您上次的询问：您需要一个驱动程序才能执行 GPGPU，这意味着无论如何您都无法解决“Linux 驱动程序混乱”。