“游戏显卡”为什么能干这么多事

　　微软在DirectX 10中统一了Vertex Shader和Pixel Shader，这种统一让shader背后的ALU单元第一次完全的暴露在了程序员面前，急剧放大的寄存器资源也使得这些ALU的多样化应用成了可能。而在DirectX 11中，微软通过新引入的Compute Shader，第一次将通用计算性能与图形渲染性能完全的统一了起来，Compute Shader通过通用计算直接加速图形渲染的做法，更进一步加剧了图形过程对GPU通用计算能力的要求。一款显卡如果想要拥有优秀的DirectX 11图形性能表现，其通用计算能力必须极其强大才行。

　　在Fermi系列构架中，NVIDIA不仅让ALU完全具备了DirectX 11所要求的资源水平及运算能力，更在ALU外围采用了先进的GPC并行化设计，甚至为整个构架配置了2级线程仲裁机制以及CPU才有的多级cache体系等其他构架完全没有的结构。这些设计看似与图形过程没有直接联系，实则与DirectX 11的渲染速度息息相关。Fermi构架不仅让其强大的通用计算性能与图形过程相融合，通过Compute Shader大幅加速图形渲染的过程，提供了更好的并行度和运算效率，更为程序员高效的利用其丰富灵活的通用计算资源做游戏渲染之外的事情提供了可能。

　　前面我们所提到的那些与电脑常规使用及日常生活息息相关的应用，原本都是由CPU独立完成的。而这些应用对计算能力要求的日益加大，使得CPU变得越来越不堪重负。与CPU不同，现代GPU的等效通用计算能力经常十倍甚至数十倍的超越前者，但这部分运算能力因为灵活度不足等原因，长期以来都被封印在GPU中无法得到释放。Fermi系列构架为了顺应DirectX 11的要求所带来的强大而且灵活的构架设计，不仅让GPU的运算灵活性得到了大幅提升，更让其可以协助甚至接替CPU来完成很多与日常生活息息相关的程序的处理工作。