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GPU硬件架构对游戏渲染的影响

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 核心概念 · 整体框架
课程导入学习目标
02
GPU发展简史
从固定管线到可编程管线 · 了解架构演进的驱动力
GPU发展简史
03
GPU核心组成
流处理器 · 纹理单元 · 光栅单元
GPU核心组成
04
渲染管线概述
顶点着色 · 几何处理 · 光栅化
渲染管线概述顶点着色
05
并行计算基础
SIMT/SIMD · 线程束（warp） · 线程块（block）与GPU并行模型
并行计算基础SIMT/SIMD
06
内存层次结构
寄存器 · 共享内存 · L1/L2缓存
内存层次结构寄存器
07
显存带宽与容量
分辨率 · 纹理 · 帧缓冲对显存的需求
显存带宽容量
08
着色器单元架构
统一着色器架构 · 标量/向量处理 · ALU吞吐量对渲染效率的影响
着色器单元架构统一着色器架构
09
纹理单元与纹理过滤
纹理缓存 · 各向异性过滤 · 压缩格式（BC/ASTC）对性能的影…
纹理单元纹理过滤
10
光栅化与像素填充率
三角形设置 · 扫描转换 · 像素覆盖率与抗锯齿（MSAA）的硬件…
光栅化像素填充率
11
深度测试与模板测试
Early-Z · Hi-Z · 深度压缩等硬件优化对渲染顺序的影响
深度测试模板测试
12
帧缓冲与输出合并
颜色混合 · 多重采样 · HDR与帧缓冲压缩（DCC）的硬件机…
帧缓冲输出合并
13
GPU频率与功耗
动态频率调整 · 热设计功耗（TDP）对游戏性能的制约
GPU频率
14
GPU架构实例分析
NVIDIA Ampere/Ada · AMD RDNA/CDNA的架构差异…
GPU架构实例分析
15
主机GPU架构
PlayStation · Xbox定制GPU的特点及其对游戏优…
GPU主机
16
移动GPU架构
Adreno · Mali · Apple GPU的TBDR架构与桌…
GPU移动
17
API与硬件映射
DirectX 12 · Vulkan · Metal如何映射到GPU硬件资源
API硬件映射
18
绘制调用与CPU瓶颈
Draw Call · 命令缓冲区 · 批处理如何影响GPU利用率
CPU绘制调用
19
GPU同步与异步计算
Fence · Barrier · 异步队列如何提升渲染并行度
GPU同步
20
GPU调试工具
RenderDoc · Nsight · PIX等工具如何分析硬件瓶颈
GPU调试工具
21
性能分析实战
使用GPU计数器定位顶点 · 像素 · 带宽
性能分析实战GPU
22
优化案例
减少Overdraw · 优化纹理内存 · 调整LOD与阴影分辨率
优化案例Overdraw
23
光照与阴影的硬件开销
实时阴影 · 全局光照 · 光追（RTX）对GPU架构的依赖
光照阴影的硬件开销
24
抗锯齿技术对比
MSAA · FXAA · TAA
抗锯齿技术对比MSAA
25
VR与多视图渲染
单眼/双眼渲染 · 注视点渲染对GPU架构的特殊要求
VR多视图渲染
26
GPU驱动与编译器
着色器编译 · 驱动优化 · 二进制兼容对游戏性能的影响
GPU驱动
27
常见问题与故障排查
显存不足 · 驱动崩溃 · 帧生成时间不稳定等问题的硬件原因
常见问题故障排查
28
未来趋势
光线追踪 · 机器学习超分 · 可变形几何等对GPU架构的挑战
未来趋势光线追踪
29
综合实战项目
分析一款3A游戏的GPU性能 · 提出架构级优化方案
综合实战项目GPU
30
课程总结与进阶路径
回顾核心知识 · 推荐深入学习资源与研究方向
课程总结进阶路径