Una unidad de procesamiento de gráficos ( GPU ) es un circuito electrónico especializado diseñado inicialmente para acelerar el procesamiento de imágenes y gráficos de computadora (ya sea en una tarjeta de video o integrado en placas base , teléfonos móviles , computadoras personales , estaciones de trabajo y consolas de juegos ). Después de su diseño inicial, se descubrió que las GPU eran útiles para cálculos no gráficos que implicaban problemas vergonzosamente paralelos debido a su estructura paralela . Otros usos no gráficos incluyen el entrenamiento de redes neuronales y la minería de criptomonedas .
Las placas de los sistemas Arcade han utilizado circuitos gráficos especializados desde la década de 1970. En los primeros hardware de videojuegos, la RAM para los buffers de cuadros era costosa, por lo que los chips de video componían datos mientras la pantalla se escaneaba en el monitor. [1]
Un circuito de cambio de barril especializado ayudó a la CPU a animar los gráficos framebuffer de varios videojuegos arcade de los años 70 de Midway y Taito , como Gun Fight (1975), Sea Wolf (1976) y Space Invaders (1978). [2] El sistema arcade Namco Galaxian de 1979 utilizaba hardware de gráficos especializado que admitía colores RGB , sprites multicolores y fondos de mapas de mosaicos . [3] El hardware Galaxian fue ampliamente utilizado durante la época dorada de los videojuegos arcade , por compañías de juegos como Namco , Centuri , Gremlin , Irem , Konami , Midway, Nichibutsu , Sega y Taito. [4]
El Atari 2600 de 1977 utilizaba un cambiador de vídeo llamado Adaptador de Interfaz de Televisión . [5] Las computadoras Atari de 8 bits (1979) tenían ANTIC , un procesador de video que interpretaba instrucciones que describían una " lista de visualización ": la forma en que las líneas de escaneo se asignan a modos de caracteres o de mapas de bits específicos y dónde se almacena la memoria (por lo que no había debe ser un búfer de trama contiguo). [ se necesita aclaración ] [6] Las subrutinas de código de máquina 6502 podrían activarse en líneas de escaneo configurando un bit en una instrucción de lista de visualización. [ se necesita aclaración ] [7] ANTIC también admitía un desplazamiento vertical y horizontal suave independientemente de la CPU. [8]
El NEC µPD7220 fue la primera implementación de un procesador de visualización de gráficos para computadora personal como un único chip de circuito integrado de integración a gran escala (LSI) . Esto permitió el diseño de tarjetas gráficas de video de bajo costo y alto rendimiento, como las de Number Nine Visual Technology . Se convirtió en la GPU más conocida hasta mediados de los años 1980. [9] Fue el primer procesador de visualización de gráficos VLSI (integración a muy gran escala) semiconductor de óxido metálico ( NMOS ) totalmente integrado para PC, admitía una resolución de hasta 1024 × 1024 y sentó las bases para el mercado emergente de gráficos para PC. Se utilizó en varias tarjetas gráficas y se obtuvo licencia para clones como el Intel 82720, la primera de las unidades de procesamiento de gráficos de Intel . [10] Los juegos arcade de Williams Electronics Robotron 2084 , Joust , Sinistar y Bubbles , todos lanzados en 1982, contienen chips blitter personalizados para operar en mapas de bits de 16 colores. [11] [12]
En 1984, Hitachi lanzó ARTC HD63484, el primer procesador de gráficos CMOS importante para computadoras personales. El ARTC podría mostrar una resolución de hasta 4K en modo monocromático . Se utilizó en varias tarjetas gráficas y terminales a finales de los años 1980. [13] En 1985, el Amiga fue lanzado con un chip gráfico personalizado que incluía un blitter para manipulación de mapas de bits, dibujo de líneas y relleno de áreas. También incluía un coprocesador con su propio conjunto de instrucciones simples, que era capaz de manipular registros de hardware de gráficos en sincronización con el haz de video (por ejemplo, para cambios de paleta por línea de escaneo, multiplexación de sprites y ventanas de hardware), o controlar el blitter. En 1986, Texas Instruments lanzó el TMS34010 , el primer procesador de gráficos totalmente programable. [14] Podía ejecutar código de propósito general, pero tenía un conjunto de instrucciones orientadas a gráficos. Durante 1990-1992, este chip se convirtió en la base de las tarjetas aceleradoras de Windows de Texas Instruments Graphics Architecture ("TIGA") .