开创视觉计算帝国GTX280/260权威评测

第二章/第二节 GTX200核心第二代统一渲染架构解析

    NVIDIA将G80称为第一代“统一渲染架构”，而GTX200则被称为第二代“统一架构”，渲染二字不复存在，从这个细微的变化就可以看出新一代的GPU的架构已经在朝着非图形领域发展了。现在我们就来看看两代核心架构图：

GeForce 8全系列架构图

    统一渲染架构，说白了就是使用全新的Shader模块（现在被称为流处理器）取代之前的顶点管线和像素管线，然后通过专用的控制单元来统一协调指令分配，按照游戏的负载来动态的调度顶点、几何、像素指令。

    所以从理论上来讲，NVIDIA和AMD之前的GPU在统一渲染架构的设计原理上是一致的。第一代统一渲染架构，就是将像素、顶点、几何、物理等图形渲染指令统一了起来，按照比例和优先级交给流处理器处理。

GTX200核心架构图

    近年来，GPU除了进行图形渲染的本职工作之外，开始越来越多地涉足非图形计算领域，比如科学计算、媒体编码、数据分析等。NVIDIA甚至专门发布GPGPU的新品牌——Telsa，而且为GPU开发了全新的CUDA语言，为GPU的通用化提供了简单易用的新平台。

    两年时间过去了，虽然G80能够很好的胜任并行数据计算的需要，但NVIDIA发现图形架构还有继续改进的余地，只要在核心内部设计全新的控制模块，并对微架构进行专门的优化，就能将GPU的图形架构改造成更加适合非图形领域的并行数据处理架构。

    通过核心架构图可以看到，GTX200总共拥有十个流处理器阵列，每个阵列内部拥有8×3=24个流处理器，其中每8个为一组构成SIMT（单指令多任务架构），并共享16K指令缓存，三组SIMT共享一级缓存。这样的标量流处理器设计适合执行高度并行化指令，无论对于传统的图形渲染，还是物理加速运算、大规模数据处理都游刃有余。

    因此，第二代统一渲染架构的主要含义，就是将图形处理架构和并行计算架构完美的结合起来，成为一颗真正意义上的通用处理器，超越图形处理器的概念！