1、请描述GPU的工作原理和架构，在可编程渲染管线中的作用。
2、请简述GPU渲染流程中，各个可编程着色器的作用
- 请描述GPU的工作原理和架构，在可编程渲染管线中的作用。
从硬件来说：
SP：最基本的处理单元，streaming processor，也称为CUDA core。最后具体的指令和任务都是在SP上处理的。GPU进行并行计算，也就是很多个SP同时做处理。SP的术语现在已经有点弱化了，可以直接用thread来代替，一个sp对应一个thread。
SM：多个SP加上其他的一些资源组成一个streaming multiprocessor。也叫GPU大核，其他资源如：warp scheduler，register(寄存器)，shared memory等。SM可以看做GPU的心脏（对比CPU核心），register和shared memory是SM的稀缺资源。CUDA将这些资源分配给所有驻留在SM中的threads。因此，这些有限的资源就使每个SM中active warps有非常严格的限制，也就限制了并行能力。
Warp：warp是SM调度和执行的基础概念，通常一个SM中的SP(thread)会分成几个warp(也就是SP在SM中是进行分组的，物理上进行的分组)，一般每一个WARP中有32个thread.这个WARP中的32个thread(sp)是一起工作的，执行相同的指令，如果没有这么多thread需要工作，那么这个WARP中的一些thread(sp)是不工作的
着色器程序的执行都是在SM上完成的，如上图所示，sm包含32个运算核心 ，16个LD/ST（load/store）模块来加载和存储数据，4个SFU（Special function units）执行特殊数学运算（sin、cos、log等），128KB寄存器，64KB L1缓存，全局内存缓存，Tex纹理读取单元，TextureCache纹理缓存，polyMorph Engine多边形引擎负责属性装配（attribute Setup）、顶点拉取(VertexFetch)、曲面细分、栅格化（这个模块可以理解专门处理顶点相关的东西），最后就是Warp Schedulers这个模块负责warp调度，一个warp由32个线程组成，warp调度器的指令通过Dispatch Units送到Core执行。
从软件上来看：
CUDA是一种新的操作GPU计算的硬件和软件架构，它将GPU视作一个数据并行计算设备，而且无需把这些计算映射到图形API。操作系统的多任务机制可以同时管理CUDA访问GPU和图形程序的运行库，其计算特性支持利用CUDA直观地编写GPU核心程序。
CUDA程序构架分为两部分：Host和Device。一般而言，Host指的是CPU，Device指的是GPU。在CUDA程序构架中，主程序还是由 CPU 来执行，而当遇到数据并行处理的部分，CUDA 就会将程序编译成 GPU 能执行的程序，并传送到GPU。而这个程序在CUDA里称做核（kernel）。CUDA允许程序员定义称为核的C语言函数，从而扩展了 C 语言，在调用此类函数时，它将由N个不同的CUDA线程并行执行N次，这与普通的C语言函数只执行一次的方式不同。执行核的每个线程都会被分配一个独特的线程ID，可通过内置的threadIdx变量在内核中访问此ID。
- 请简述GPU渲染流程中，各个可编程着色器的作用
各个可编程着色器不多说了
以DirectX图形API来说：
DirectX7是固定管线的API，DirectX8加入了顶点着色器，DirectX9加入了像素着色器，DirectX10加入了几何着色器，DirectX11加入了细分着色器，计算着色器，DirectX12 API变得low level化