为何游戏里的火焰特效，只有 GPU 能让它 “烧” 得如此真实？

去年冬天，小李第一次在电脑上玩 3A 大作《荒野大镖客 2》时，被篝火旁跳动的火焰彻底震撼了 —— 火苗会随着风吹的方向扭曲，火星会随机溅落到地面，甚至能看到火焰内部不同层次的橙红色渐变。他好奇地问做程序员的表哥：“为啥以前的游戏火焰都是一块‘会发光的贴图’，现在却能这么逼真？” 表哥笑着指了指电脑主机里的显卡说：“这都是 GPU 的功劳。” 原来，火焰特效需要同时计算成千上万个子粒子的运动轨迹、光影反射和颜色变化，而 GPU 就像一个 “万人军团”，能同时处理这些零散又复杂的任务。如果换成负责逻辑运算的 CPU 来做，可能游戏画面每秒钟只能刷新一两帧，根本没法流畅游玩。

玩游戏时突然卡顿，为啥有人说 “是 GPU 在‘喊累’”？

上个月，小张为了玩新出的《赛博朋克 2077》，特意给电脑加了 8G 内存，可进入游戏后还是频繁卡顿。他带着电脑去维修店，师傅打开任务管理器一看，GPU 的使用率一直维持在 99%，而 CPU 使用率才不到 50%。师傅解释说：“游戏画面里的高楼大厦、霓虹灯效、角色毛发，每一个细节都需要 GPU 来渲染。你这台电脑的 GPU 性能不够，处理不了这么复杂的画面，自然就会卡顿。就像你让一个只能搬 10 斤的人去搬 50 斤，他肯定走得慢，甚至走不动。”

为啥用 GPU 挖矿，比用 CPU 快很多？

前几年虚拟货币火的时候，小王看到朋友用电脑挖矿赚钱，也想试试。他先用自己的笔记本电脑挖，挖了一天才挖了一点点，可朋友的电脑几个小时就能挖不少。他问朋友原因，朋友说：“我这台电脑装了专门的挖矿显卡，用的是 GPU 挖矿，而你用的是 CPU。挖矿其实就是不断进行复杂的数学计算，找到符合条件的数字。GPU 一次能同时处理很多组计算，就像工厂里的多条生产线，而 CPU 更擅长一次处理一条复杂的生产线。比如同样算 100 道数学题，GPU 能让 100 个人同时算，CPU 却只能一个人慢慢算，速度肯定差很多。”

为啥剪辑 4K 视频时，打开 GPU 加速会快很多？

做自媒体的小陈，每次剪辑 4K 视频都特别头疼，导出一个 10 分钟的视频要等半个多小时。后来她听粉丝建议，在剪辑软件里打开了 GPU 加速，结果导出同样时长的视频只需要 5 分钟。她疑惑地查资料，发现原来剪辑 4K 视频时，软件需要不断处理大量的视频帧 —— 每一秒的 4K 视频就有 24 或 30 帧，每一帧都是一张几百万像素的图片。GPU 能同时对多帧图片进行编码、解码和特效叠加，就像很多人一起整理照片，而如果只靠 CPU，就只能一个人一张一张地处理，自然耗时很久。

为啥 GPU 能帮医生更快地分析 CT 影像？

在医院工作的护士小周，发现最近医生分析 CT 影像的速度比以前快了不少。她问放射科的医生，医生说：“医院给影像科的电脑装了高性能 GPU。CT 影像其实是由很多层‘切片’组成的，要想从这些切片里找出肿瘤或者病变，需要对每一层图像进行细致的处理，比如增强对比度、识别异常区域。GPU 能同时处理多层切片的图像数据，就像几个人一起翻看一本厚厚的书，能更快找到关键内容，而以前只靠 CPU，就像一个人逐页慢慢翻，效率低很多。”

为啥玩 VR 游戏时，必须要有性能好的 GPU？

喜欢 VR 游戏的小吴，第一次体验 VR 时，因为用的是入门级显卡，玩了不到 10 分钟就觉得头晕恶心。后来他换了高性能 GPU 的电脑，再玩 VR 游戏就舒服多了。他查了资料才知道，VR 游戏需要同时给左右两个眼睛渲染不同的画面，而且为了避免头晕，画面刷新率必须达到 90Hz 以上，这就意味着 GPU 每秒要渲染 180 帧以上的画面。如果 GPU 性能不够，画面刷新率就会降低，出现画面延迟或卡顿，大脑接收到的视觉信号和身体的运动信号不一致，自然就会头晕。就像你坐车时，眼睛看到车外的景物在快速移动，而身体却坐着不动，很容易晕车一样。

为啥 GPU 能让人工智能更快地 “学习”？

学计算机的小林，在做人工智能课程设计时，需要让程序 “学习” 识别猫和狗的图片。一开始他用 CPU 训练模型，训练了三天三夜还没完成，可老师用实验室的 GPU 服务器，只花了半天就训练好了。老师解释说：“人工智能‘学习’的过程，其实是不断调整模型里的参数，让模型能准确识别图片。这个过程需要处理大量的图片数据，并且进行反复的计算和调整。GPU 能同时对多组图片数据进行计算，就像很多老师一起批改作业，能更快发现问题并改正，而 CPU 就像一个老师批改所有作业，速度肯定慢很多。”

为啥有些电脑的 GPU 是和 CPU “粘” 在一起的，有些却是独立的？

刚上大学的小赵，在买笔记本电脑时，纠结到底买集成 GPU 还是独立 GPU 的。店员告诉她：“集成 GPU 就像住在 CPU‘家里’的帮手，和 CPU 共用内存，体积小、功耗低，适合日常办公、看视频这些简单的任务，比如你用电脑写论文、看电影，集成 GPU 完全够用。而独立 GPU 有自己专属的‘房子’（独立显存）和‘工具’（更多的计算单元），性能更强，适合玩大型游戏、剪辑视频这些复杂的任务。就像你平时在家做饭，用小炒锅（集成 GPU）就行，可要是办酒席，就需要大灶台（独立 GPU）才够用来。”