Question

GPU的浮点运算能力为什么会如此恐怖

想知道GPU浮点运算器的内部结构。最好附上GPU浮点运算器的电路图，或者描述一下GPU的浮点运算器运算算法或者原理。

Answer 1

GPU主要是进行是进行图形渲染的
有人说GPU的性能达到CPU的40倍这个说法是很不全面的
如果光说GPU在并行和密集浮点运算上达到CPU40倍性能这个或许可行（个人认为没有这么夸张，最好的GPU能达到最好的CPU的10倍就很令人吃惊的了，况且现在CPU出现了多核，这使CPU的运算大大提高了，而GPGPU貌似还限于单核），但在全运算上这么说就很没根据了
其实把GPU当作普通处理器使用依然有着不小的难度，其中最要命的恐怕就是GPU是被专门设计来处理图形，因此它的编程语言架构和编程环境都难通用。GPU运行非图形程序时，往往需要依靠极其复杂的算法和较为曲折的流程，GPU的强大运算潜力很多时候就在这样的迂回过程中被一点点耗尽。
除此以外，由于没有统一的API和驱动支持，GPU程序的开发者不得不针对每个GPU架构开发对应的软件版本，使得把GPU当作普通处理器项目的推进难度倍增。

Answer 2

要知道GPU本身就是从CPU演变而来的分支。原本奔腾4以前的时代，浮点运算一直都是CPU在执行，而今的系统和软件发展，使得需求的硬件配置越来越高，将浮点运算从CPU中分离出来，单独作为一个单元管理，所谓GPU就是这么来的。
由于CPU的任务繁多，除了3D显示之外，还要做内存管理、输入响应等非3D图形处理工作，因此在实际运算的时候性能会大打折扣，常常出现显卡等待CPU数据的情况，其运算速度远跟不上今天复杂三维游戏的要求。
GPU相当于专用于图像处理的CPU，在处理图像时它的工作效率远高于CPU，但是CPU是通用的数据处理器，在处理数值计算时是它的强项，它能完成的任务是GPU无法代替的，所以不能用GPU来代替CPU。
将3D显示部分的计算交给GPU去处理，让CPU和GPU各司其职，可以大大提高整机运行效率。