GPU 和显卡是什么关系？

GPU 和显卡是什么关系？

GPU就是图像处理芯片，外表与CPU有点相似。显卡的芯片，AMD的一个技术，相当于电脑的处理器CPU，只不过它是显卡的大脑或心脏。
GPU是显卡的核心,显卡，则是由GPU、显存、电路板，还有BIOS固件组成的，所以GPU不等于显卡。
GPU只是显卡上的一个核心处理芯片，是显卡的心脏，不能单独作为外接扩展卡使用，GPU因并行计算任务较重，所以功耗较大，只能焊接在显卡的电路板上使用。
显卡上都有GPU，它是区分显性能的最主要元件，显卡也叫显示适配器，分为独立显卡和主板上集成显卡，独立显卡主要由GPU、显存和接口电路构成，集成显卡没有独立显存而是使用主板上的内存。
如果是独立显卡，一般它就焊在显卡的电路板上，位置在显卡的风扇下面。
如果是集成显卡，一般GPU就和CPU集成在一起了，这时候它和CPU共用一个风扇和缓存 。 因此GPU实际上就是显卡的核心部件，显卡主要就是靠它来工作的。
好果把显卡的电路板看成主板，GPU就是显卡上的CPU，即显卡的中央处理器。
现在的GPU开发厂家只有2个，一个是AMD(ATI)，一个是N'VIDIA英伟达。GPU之于显卡，就相当于CPU之于电脑的关系。
GPU运算时没有其他CPU那些指令集之类东西干扰，所以专一运算效率更高。
GPU是图形处理器，一般GPU就是焊接在显卡上的，大部分情况下，我们所说GPU就等于指显卡，但是实际情况是GPU是显示卡的“心脏”，是显卡的一个核心零部件，核心组成部分。它们是“寄生与被寄生”关系。GPU本身并不能单独工作，只有配合上附属电路和接口，才能工作。这时候，它就变成了显卡。
现在还没有出现GPU插在主板上的，因为GPU功耗很高，背面电流过大，还是焊接更为牢固。

作者：吴一奇
来源：CSDN
原文：显卡、GPU和CUDA简介 - wu_nan_nan的专栏 - CSDN博客

什么是显卡？
    显卡（Video card，Graphics card）全称显示接口卡，又称显示适配器，是计算机最基本配置、最重要的配件之一。就像电脑联网需要网卡，主机里的数据要显示在屏幕上就需要显卡。因此，显卡是电脑进行数模信号转换的设备，承担输出显示图形的任务。具体来说，显卡接在电脑主板上，它将电脑的数字信号转换成模拟信号让显示器显示出来。
    原始的显卡一般都是集成在主板上，只完成最基本的信号输出工作，并不用来处理数据。随着显卡的迅速发展，就出现了GPU的概念，显卡也分为独立显卡和集成显卡（见附1）。

什么是GPU？
    GPU这个概念是由Nvidia公司于1999年提出的。GPU是显卡上的一块芯片，就像CPU是主板上的一块芯片。那么1999年之前显卡上就没有GPU吗？当然有，只不过那时候没有人给它命名，也没有引起人们足够的重视，发展比较慢。
    自Nvidia提出GPU这个概念后，GPU就进入了快速发展时期。简单来说，其经过了以下几个阶段的发展：
1）仅用于图形渲染，此功能是GPU的初衷，这一点从它的名字就可以看出：Graphic Processing Unit，图形处理单元；
2）后来人们发现，GPU这么一个强大的器件只用于图形处理太浪费了，它应该用来做更多的工作，例如浮点运算。怎么做呢？直接把浮点运算交给GPU是做不到的，因为它只能用于图形处理（那个时候）。最容易想到的，是把浮点运算做一些处理，包装成图形渲染任务，然后交给GPU来做。这就是GPGPU（General Purpose GPU）的概念。不过这样做有一个缺点，就是你必须有一定的图形学知识，否则你不知道如何包装。
3）于是，为了让不懂图形学知识的人也能体验到GPU运算的强大，Nvidia公司又提出了CUDA的概念。

什么是CUDA？
    CUDA(Compute Unified Device Architecture)，通用并行计算架构，是一种运算平台。它包含CUDA指令集架构以及GPU内部的并行计算引擎。你只要使用一种类似于C语言的CUDA C语言，就可以开发CUDA程序，从而可以更加方便的利用GPU强大的计算能力，而不是像以前那样先将计算任务包装成图形渲染任务，再交由GPU处理。
注意，并不是所有GPU都支持CUDA。

CPU和GPU的关系
    在没有GPU之前，基本上所有的任务都是交给CPU来做的。有GPU之后，二者就进行了分工，CPU负责逻辑性强的事物处理和串行计算，GPU则专注于执行高度线程化的并行处理任务（大规模计算任务）。为什么这么分工？这是由二者的硬件构成决定的。
    可以看出，CPU是“主（host）”而GPU是“从（device）”，GPU无论发展得多快，都只能是替CPU分担工作，而不是取代CPU。

附1：独立显卡和集成显卡的区别。
    所谓集成，是指显卡集成在主板上，不能随意更换。而独立显卡是作为一个独立的器件插在主板的AGP接口上的，可以随时更换升级。
    另外，集成显卡使用物理内存，而独立显卡有自己的显存。一般而言，同期推出的独立显卡的性能和速度要比集成显卡好、快。
    值得一提的是，集成显卡和独立显卡都是有GPU的。

附2：Nvidia显卡分类。
GeForce系列：家庭娱乐。打游戏必备；
Quadro系列：专业绘图设计。视频渲染，经常使用3ds Max、Maya等软件的必备。
Tesla系列：高端显卡，用于大规模的并行计算。土豪必备。
    另外，目前比较流行的物理引擎PhysX，并不是所有显卡都支持。官方文档上说GeForce 8及之后的显卡都支持。


结束语：
CUDA只是一种并行计算架构，相关的概念还有OpenCL、OpenMP等。我们下期再介绍。

类似CPU和电脑的关系

在买电脑的时候通常我们说的GPU就等于独立显卡。
只有在具体描述内部集成GPU的处理器，比如自带集显的电脑处理器和所有的手机处理器中，我们才会具体说它的CPU是什么，GPU是什么