GPU服務器的詳細介紹和工作原理說明

眾所周知，GPU是圖形處理器，在很多任務中，GPU占據(jù)著重要作用，如深度學習領(lǐng)域。為增進大家對GPU的了解，本文將對GPU服務器加以介紹，并對GPU的工作原理予以探討。

一、GPU服務器

GPU服務器，簡單來說，GPU服務器是基于GPU的應用于視頻編解碼、深度學習、科學計算等多種場景的快速、穩(wěn)定、彈性的計算服務，我們提供和標準云服務器一致的管理方式。出色的圖形處理能力和高性能計算能力提供極致計算性能，有效解放計算壓力，提升產(chǎn)品的計算處理效率與競爭力。

下面幾個場景我們可以使用CPU服務器，如果辦公場景需要建議大家配置GPU服務器，如果場景無關(guān)，使用普通的服務器也無妨。上海國經(jīng)網(wǎng)絡也會根據(jù)大家的使用場景給到大家相匹配的服務器類型和配置！

1.簡單深度學習模型，使用GPU

服務器為機器學習提供訓練或者預測，騰訊GPU云服務器帶有強大的計算能力，可作為深度學習訓練的平臺，可直接與外界連接通信?？梢允褂肎PU服務器作為簡單深度學習訓練系統(tǒng)，幫助完成基本的深度學習模型。

2.復雜深度學習模型，騰訊云GPU服務器具有強大的計算能力，可以將GPU服務器作為深度學習訓練的平臺。結(jié)合云服務器 CVM提供的計算服務、對象存儲COS提供的云存儲服務、云數(shù)據(jù)庫MySQL提供的在線數(shù)據(jù)庫服務、云監(jiān)控和大禹提供的安全監(jiān)控服務，圖片、視頻編解碼，可以采用GPU服務器進行渲染，利用 GPU 加速器指令，讓數(shù)以千計的核心為您所用，加快圖形圖像編碼渲染速度。

這些是一些可以用到GPU服務器的場景，所以如果您的使用需要比較高端，建議還是使用GPU服務器。

二、gpu工作原理

簡單的說gpu就是能夠從硬件上支持T&L（Transform and LighTIng，多邊形轉(zhuǎn)換與光源處理）的顯示芯片，因為T&L是3D渲染中的一個重要部分，其作用是計算多邊形的3D位置和處理動態(tài)光線效果，也可以稱為“幾何處理”。一個好的T&L單元，可以提供細致的3D物體和高級的光線特效;只不過大多數(shù)PC中，T&L的大部分運算是交由cpu處理的（這就也就是所謂的軟件T&L），由于cpu的任務繁多，除了T&L之外，還要做內(nèi)存管理、輸入響應等非3D圖形處理工作，因此在實際運算的時候性能會大打折扣，常常出現(xiàn)顯卡等待cpu數(shù)據(jù)的情況，其運算速度遠跟不上今天復雜三維游戲的要求。即使cpu的工作頻率超過 1GHz或更高，對它的幫助也不大，由于這是PC本身設計造成的問題，與cpu的速度無太大關(guān)系。

gpu圖形處理，可以大致分成 5 個步驟，如下圖箭頭的部分。分別為 vertex shader、primiTIve processing、rasterisaTIon、fragment shader、tesTIng and blending。

第一步，vertex shader。是將三維空間中數(shù)個（x，y，z）頂點放進 gpu 中。在這一步驟中，電腦會在內(nèi)部模擬出一個三維空間，并將這些頂點放置在這一空間內(nèi)部。接著，投影在同一平面上，也是我們將看到的畫面。同時，存下各點距離投影面的垂直距離，以便做后續(xù)的處理。

這個過程就像是本地球觀看星星一般。地球的天空，就像是一個投影面，所有的星星，不管遠近皆投影在同一面上。本地球的我們，抬起頭來觀看星星，分不出星星的遠近，只能分辨出亮度。gpu 所投影出的結(jié)果，和這個情況類似。

從地球所看到的星空，星星就像是投影到一球面上，除非使用特別的儀器，不然分不出星星和地球的距離

第二步，primitive processing。是將相關(guān)的點鏈接在一起，以形成圖形。在一開始輸入數(shù)個頂點進入 gpu 時，程序會特別注記哪些點是需要組合在一起，以形成一線或面。就像是看星座的時候一樣，將相關(guān)連的星星連起來，形成特定的圖案。

第三步，rasterisation。因為電腦的屏幕是由一個又一個的像素組成，因此，需要將一條連續(xù)的直線，使用繪圖的演算法，以方格繪出該直線。圖形也是以此方式，先標出邊線，再用方格填滿整個平面。

第四步，fragment shader。將格點化后的圖形著上顏色。所需著上的顏色也是于輸入時便被注記。在游玩游戲時，這一步相當耗費 gpu 的計算資源，因為光影的效果、物體表面材質(zhì)皆是在這一步進行，這些計算決定著游戲畫面的精細程度。因此在游玩游戲時，調(diào)高游戲畫面品質(zhì)大幅增加這一步的計算負擔，降低游戲品質(zhì)。

將一個三角形，用方格呈現(xiàn)近似原始圖案，并著上顏色。一塊又一塊的方格，就是顯示器上的像素

最后一步，testing and blending。便是將第一步所獲得的投影垂直距離取出，和第四步的結(jié)果一同做最后處理。在去除被會被其他較近距離的物體擋住的物體后，讓剩下的圖形放進 gpu 的輸出內(nèi)存。之后，結(jié)果便會被送到電腦屏幕顯示。
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