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GPU 成为电脑核心组件的演进历程与技术驱动

一、GPU 的技术迭代与需求推动

1. 从图形加速到通用计算的进化

   • 早期图形加速（2000 年前）：GPU 最初仅负责二维图形渲染（如 Windows 桌面图形），CPU 承担 3D 计算（如游戏物理引擎）。随着 3D 游戏（如《Quake》）兴起，GPU 开始集成三角形渲染、纹理映射等固定功能管线，减轻 CPU 负担。
   • 可编程管线革命（2000 年后）：NVIDIA GeForce 3（2001 年）首次引入可编程顶点着色器，AMD Radeon 9700（2002 年）跟进，GPU 从 “固定功能硬件” 转向 “可编程处理器”，开发者可通过 OpenGL/DirectX 自定义渲染逻辑，推动 3D 图形复杂度爆发（如《孤岛危机》的实时光影效果）。
   • 通用计算（GPGPU）崛起：2006 年 NVIDIA 推出 CUDA，GPU 通过并行线程处理科学计算、机器学习等非图形任务。例如，深度学习训练中 GPU 的矩阵运算速度比 CPU 快 10-100 倍，推动 AI 领域突破（如 AlphaGo 的训练依赖数千块 GPU）。

2. 并行计算架构的天然优势

   • GPU 由数百至数千个流处理器（如 NVIDIA 的 CUDA 核心、AMD 的流处理器）组成，适合同时处理大量独立数据&