cronica

Páginas: 23 (5520 palavras) Publicado: 23 de outubro de 2013
Um Tutorial sobre GPUs
Silvia Esparrachiari e Victor H. P. Gomes
Instituto de Matemática e Estatística – Universidade de São Paulo (USP)
São Paulo – SP – Brasil
{silviaeg,vhpgomes}@ime.usp.br

Abstract. The present work makes a shot review about GPU (graphics
processing unit) evolution and state of art. It also presents a small tutorial
about the Cg language use in GPU programs andprovides an example of nonconventional use of GPU (GPGPU – generic purpose GPU).
Resumo. O presente trabalho faz uma pequena introdução sobre a evolução e
o estado da arte da tecnologia de GPUs (graphics processing unit). Também
apresenta um simples tutorial sobre a utilização da linguagem Cg de
programação em GPUs e um exemplo de utilização não convencional da GPU
(GPGPU – generic purpose GPU).1. Introdução
Uma unidade gráfica de processamento (graphics processing unit - GPU) é um
dispositivo dedicado à manipulação e renderização de objetos gráficos e está presente em
quase todos os computadores pessoais (PCs), estações de trabalho, notebooks e consoles
de jogos modernos. Por apresentarem uma arquitetura dedicada e altamente paralelizada,
as GPUs modernas são muito mais eficientesque as CPUs (central processing unit) de
propósito geral no que diz respeito à execução de algoritmos gráficos.
A evolução das GPUs tem ocorrido numa velocidade relativamente alta nos
últimos anos devido, principalmente, a três fatores:


O compromisso da indústria de semi-condutores em dobrar o número de
transistores dentro de um microchip a cada 18 meses – fato conhecido
historicamentecomo Lei de Moore;



A capacidade do ser humano em perceber e compreender uma grande quantidade
de dados e informações com alta precisão do mundo 3D;



A vontade e o prazer que o ser humano possui em ser estimulado e entretido
visualmente.

Considerando estes três fatores, podemos logo inferir ao menos duas áreas de
desenvolvimento tecnológico nas quais a evolução das GPUsapresenta um forte
impacto: a indústria de jogos e entretenimento – que criam jogos e outros produtos de
entretenimento cada vez mais realistas – e a indústria de pesquisa técnica e científica, que
utiliza as GPUs não apenas para a visualização de objetos 3D, mas também para a
execução de cálculos científicos para os quais a arquitetura da GPU se apresenta mais
vantajosa que a das CPUs.

2.História da GPU
Antes do efetivo surgimento dos processadores gráficos dedicados, surgiram hardwares
que, apesar de não realizarem nenhum processamento gráfico efetivo, encarregavam-se
da exibição das imagens e textos nos monitores da época. Tais dispositivos eram
denominados “placas de vídeo” (video cards) e é por este nome que algumas pessoas
ainda se referem às GPUs modernas.
5.1. Placas deVideo
A primeira placa de vídeo a ser comercializada
foi lançada pela companhia IBM juntamente com
o primeiro IBM PC em 1981. O dispositivo de
vídeo, que seguia a especificação MDA
(Monochrome Display Adapter), era capaz de
trabalhar apenas no modo texto, apresentando
80x25 linhas por vez, na tela do monitor. Ele
também possuía 4KB de memória e trabalhava
duas cores de pixel: a do fósforodo monitor e
preto. Um exemplo de computador da época é
mostrado na Figura 1.

Figura 1 – Computador IBM com placa
de video com especificação MDA e
monitor de fósforo verde.

Com o passar do tempo várias
especificações de placas de video surgiram, cada uma com alguns avanços quanto à
definição e memória em relação às anteriores. A Tabela 1 apresenta as principais
características dasespecificações lançadas pela IBM durante a década de 80.
Tabela 1 Evolução das especificações das placas de vídeo na década de 80.

Especificação
MDA
CGA
HGC
EGA
IBM 8514
MCGA
VGA
SVGA
XGA

Ano
1981
1981
1982
1984
1987
1987
1987
1989
1990

Modo Texto
80x25
80x25
80x25
80x25
80x25
80x25
80x25
80x25
80x25

Modo Gráfico
640x480
720x348
640x350
1024x768
320x200...
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