什麼是GPU圖形處理器?與CPU有什麼不同?

作者:喬安姐、編輯:菜蔡子
發布日期:2020/10/28、最後更新日期:2021/03/31

相信大家對CPU(Central Processing Unit)這個名詞很熟悉,中文是中央處理器也是電腦、手機、平板的心臟。規格好壞,最直接反映的就是裝置處理各種功能的效能。當然,各品牌的調校、記憶體規格也會有影響,只是今天我們不細談其他變因。單純來帶大家了解什麼是GPU圖形處理器?與常見的CPU 中央處理器有什麼不同?快來了解這些跟手機相關的小知識吧!

手機的第二顆心臟-圖形處理器(GPU),與CPU有什麼差別?

什麼是GPU圖形處理器?

近年,電腦界有個名詞悄悄地也出現在智慧型手機上,那就是號稱電腦、平板及手機的第二顆心臟-圖形處理晶片(Graphic Process Unit,GPU

過去的手機,都是由中央處理器 (CPU)獨挑大樑地運作著所有的功能。然而隨著追劇、電競遊戲的風行,消費者對於手機處理影像的能力越來越講究。白話來說,GPU就是負責處理所有的影像顯示,讓CPU得以把效能發揮在其他地方的一個重要元件。

就在去年高通發表S865、S765處理器時,也同時宣布與 Google 合作打造 Snapdragon Elite Gaming 設計。讓處理器搭載的 GPU 可隨 Google Play Store 服務更新升級最佳驅動程式。Google 與 Qualcomm 更強調未來會持續跟多家遊戲業者合作,讓更多遊戲運作效能表現能隨 GPU 更新提升。

高通與 Google 合作打造 Snapdragon Elite Gaming 設計
▲圖片來源:NoteBookCheck▲

GPU 的發展史

既然使用GPU,就一定要了解它的發展史。不過在此之前要先提及一下「摩爾定律」,由英特爾創始人之一戈登.摩爾在1965年提出的。半個世紀以來,摩爾定律準確預測了半導體產業的發展趨勢,也成為推動科技產業發展的「自我實現」預言。然而近年來,關於摩爾定律放緩或者失效的聲音越來越多。

讓我們來看一段不到五分鐘的影片,從1965年摩爾定律提出開始,一路走過半個世紀。可以看清楚微處理器的早期,到英特爾主導的地位,直到英偉達(NVIDIA)和GPU的崛起。

▲影片來源:DataGrapha YouTube頻道▲

影片中粉紅色條是指根據摩爾定律,理論上一個半導體晶片上整合的電晶體和電阻數量,藍色條是指 CPU,綠色條是指 GPU。

進入 90 年代,摩爾定律預言的晶體管數量一度領先業界,93 年,英特爾第五代微處理器誕生。之後,英特爾作為晶片大老一度壟斷市場,甚至導致了整個 90 年代晶片行業的緩慢發展。一直到英偉達(NVIDIA)和 GPU 的出現才有了轉機。

GPU 出現,摩爾定律進入新階段

在1997 年,GPU 晶片誕生,將摩爾定律和半導體世界帶入了一個新的階段。1999 年,當英偉達(NVIDIA)發佈 GeForce 256 圖形處理晶片時首先提出這一概念。

1997年 NVIDIA NV3(GPU)出現
▲1997年 NVIDIA NV3(GPU)出現▲

GPU 的誕生後,整個晶片世界也進入了飛騰時期,英偉達、AMD 和英特爾幾家大老群雄逐鹿。

GPU 的誕生後整個晶片世界也進入了飛騰時期

2012 年 1 月 16 日,AMD 發佈由台積電代工的 AMD Radeon HD 7000 系列 GPU 晶片,採用 28 nm 製程,顯示核心採用「次世代圖形核心」(Graphics Core Next)架構。

AMD 發佈由台積電代工的 AMD Radeon HD 7000 系列 GPU 晶片
▲AMD 發佈由台積電代工的 AMD Radeon HD 7000 系列 GPU 晶片▲

如今,對於摩爾定律的狀況,不論是樂觀、悲觀都各派的看法。未來會如何發展?就如同影片後最後說的:「We shall see」。

CPU 與 GPU 繪圖能力與速度上的差別

CPU是一步步來處理數據的。當需要處理大量資料與高速數據時,CPU很難滿足需要。在消費者對影音與拍照高度使用需求的影響下,一個專門處理圖形的核心處理器GPU (圖形處理器)應運而生。

世界知名的顯示卡公司「NVIDIA」,請來知名的「流言終結者」主持人 Adam 和 Jamie ,希望他們能夠透過實際的科學小實驗,演示一下 CPU 和 GPU 的繪圖能力與速度上的差別。現在讓我們來看看他們的演示吧!

▲影片來源:NVIDIA YouTube頻道▲

搭載GPU的智慧型手機推薦

透過 Adam 和 Jamie 的簡易比較,現在你知道 CPU 和 GPU 在繪圖上有什麼差異了吧?GPU的發展史你也已有些基礎了,那不免俗地一定要把已經搭載GPU的手機機款推薦給大家,手遊玩家、遊戲重度使用者或是愛追劇的你,千萬不要錯過了唷!

ASUS ROG Phone 3 ZS661KS 12G/512G (黑) (5G)

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●6.59 FHD+ AMOLED螢幕
●AMOLED 144Hz/1ms動態畫質
●AirTrigger 3超音波觸控鍵
●6000mAh超大電量
●全新X模式專家級系統效能調校

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Google Pixel 5 5G手機 8G/128G 純粹黑

Google Pixel 5 5G手機 8G/128G 純粹黑

●採用 Android 11 作業系統
●6.0 吋 OLED (螢幕更新率90Hz)
●前置鏡頭採Dual Pixel技術,1220萬像素+1600萬像素
●後置鏡頭800萬像素
●採用 USB 3.1 Type-C 規格,支援 18W PD2.0 快充,Qi無線充電
●電池容量4080mAh
●支援 NFC、藍牙 5.0、雙卡雙待(eSIM) 、WiFi 5、指紋辨識
●支援5G上網(n1/2/5/12/25/28/41/66/71/78)

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Samsung Galaxy Note 20 8G/256G (星霧綠) (5G)

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●6.7 吋Super AMOLED Plus平面螢幕
●5G+ 4G雙卡雙待
●S Pen遠端遙控3.0手勢操作
●可控式變焦8K錄影相機、全指向收音
●4,300mAh 電池超強電力續航
●Samsung DeX 無線多工應用
●IP68防塵防水等級
●支援25W USB PD 3.0閃電快充、15W無線閃充2.0

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Samsung Galaxy Tab S7+ 12.4吋大電量筆電級平板 6GB/128GB (5G) 星霧金

Samsung Galaxy Tab S7+ 12.4吋大電量筆電級平板 6GB/128GB (5G) 星霧金

●Android 10 作業系統、One UI 2.5 操作介面
●12.4 吋 Super AMOLED(120Hz 螢幕更新率)
●5G 上網、Wi-Fi 6、藍牙 5.0
●800 萬畫素前鏡頭,1,300 萬畫素 + 500 萬畫素後鏡頭
●提供 S Pen 手寫筆、遠端遙控 3.0
●光學螢幕指紋辨識
●Samsung DeX 無線多工應用
●Dolby Atmos 音效,內建AKG調校四組揚聲器
●10,090mAh 電池,支援45W閃電快充2.0
●支援 microSD 記憶卡,最高可擴充至 1TB 儲存空間

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Apple iPad Pro 12.9(4th) 256GB (銀) (WiFi)

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●12.9 吋與 11 吋Liquid Retina 顯示器
●具備 ProMotion自動適應更新率技術
●A12Z 仿生晶片
●專業級相機與光學雷達掃描儀
●Face ID
●最多可達 1TB 儲存裝置
●支援 Apple Pencil(第 2 代)
●支援巧控鍵盤與鍵盤式聰穎雙面夾

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