圖形處理單元，簡稱 GPU，今天已不再僅僅是一個遊戲的支柱或是超級計算的核心。它的歷史起源於 1979 年那個煙霧瀰漫的遊戲廳，當時 Namco 的 Galaxian 機台首次亮相。其內部的電路板能夠在沒有中央 CPU 的協助下，獨立處理顏色繪製和多彩精靈動畫，顯示出專用矽晶片的潛力。這一創新不僅吸引了眾多玩家的投入，也為專業圖形硬體的發展奠定了基礎。隨著時間推移，這個專為娛樂設計的芯片，演變成今日數據中心的主要推動力，並可能成為未來人形機器人和自動駕駛車輛的基石。
在未來的幾十年中，對於推進圖形技術的需求催生了四大革命：消費者遊戲、高性能計算、加密貨幣挖礦及現代生成式人工智能。從 Galaxian 開始的這一旅程，展示了如何將娛樂用的芯片，發展至今天的數據運算核心。不僅如此，這一演變也改變了我們對於計算和圖形的理解，將專業圖形硬體的應用範圍擴展至科學研究、氣候模擬等多個領域。
隨著電玩街機的興起，家庭用戶和專業客戶也開始追求類似的娛樂體驗。Atari 的 2600 主機便是其中之一，透過內置的顯示介面來處理視覺效果，並同時兼顧音效和控制器輸入。隨著技術的進步，任天堂於 1983 年推出的 8 位元 Famicom，憑藉巧妙的遊戲設計和市場推廣策略，成功吸引了大量玩家。隨後，1990 年的超任（Super Nintendo）則引入了 16 位元 CPU 和多種增強芯片，讓遊戲畫面大幅提升。然而，在街機技術的推動下，家庭遊戲機仍需進一步提升性能，才能與街機競爭。
在 1996 年，3dfx 的 Voodoo 1 顯示卡顛覆了個人電腦市場，這款卡並不是取代用戶的 2-D 顯示板，而是將其作為基礎，僅在進入 3-D 模式時接管。這樣的設計使得遊戲性能大幅提升，讓使用者體驗到前所未有的流暢畫面，並激發了市場上其他競爭者的追趕。在 1999 年，NVIDIA 發佈了 GeForce 256，首次使用「圖形處理單元」的名詞，徹底重塑了 GPU 的定義。這款顯示卡整合了各種功能，從變換到光照計算，再到像素著色，無疑成為當時技術的里程碑。
隨著 GPU 技術的進步，遊戲世界的現實感不斷增強，設計者們開始增加核心數量和記憶體帶寬，以支持更複雜的動態光影效果和模擬物理現象。研究人員發現，這種可以處理大量計算的晶片也能在其他領域大放異彩，包括氣候科學、醫學影像和量子力學等。Apple 推出的 OpenCL 讓程式設計師能將 CPU 和 GPU 系統視為一個巨型處理器，這種 GPGPU 的概念迅速成為多個行業的必需工具。
隨著加密貨幣的熱潮興起，GPU 的需求量激增。比特幣和以太坊的價值飆升，讓挖礦者組建了整個伺服器架構來進行「工作量證明」的計算，這使得顯示卡的價格飆升，市場上供應緊張。疫情期間，全球半導體供應鏈的瓶頸與居家辦公需求相互交錯，進一步加劇了 GPU 的稀缺性。隨著以太坊轉向權益證明模式，需求開始穩定下來，市場逐漸恢復正常。
NVIDIA 在此期間看到了深度學習的潛力，於 2017 年推出了 Volta 架構，這一架構專門針對神經網絡進行了優化，使其在矩陣乘法運算上表現出色。隨著 Tesla 數據中心卡的推出，NVIDIA 成功進入了這一新興市場，並將其技術擴展至消費者硬體上。這些發展讓 GPU 不僅僅成為遊戲的輔助工具，而是成為了整個人工智能運算的核心。
近期，隨著 OpenAI 發佈 GPT-3，社會對於 GPU 驅動的人工智能的關注度大幅提升。訓練這一模型需要大量高端顯示卡的支持，NVIDIA 在這一領域的市佔率迅速攀升，顯示出其在 AI 計算市場的強大實力。未來，NVIDIA 還計劃在機器人和自動駕駛技術上進一步創新，利用其 GPU 的並行處理能力來提升自動化技術的發展。隨著各種新技術的出現，GPU 的發展歷程仍在持續，未來的潛力無限，將繼續引領計算技術的進步。
