シェーダーは正確には何に使用できますか？

私は実際には3Dの人間ではありません。Three.jsの例ではシェーダーを少ししか使用していませんが、これまでのところ、方程式のグラフィカルな部分にのみ使用されているようです。

ただし、（かなり不可解な）Wikipediaの記事やその他の情報源から、これらは単なるグラフィック効果以外にも使用できる、つまりGPUのプログラミング（Wikipedia）に使用できると私は信じています。

つまり、GPUはまだプロセッサですよね？より大きく、より高速なベクトル操作のためのより大きく異なる命令セットを備えていますが、それでもプロセッサです。シェーダーを使用して通常のプログラムを作成できますか（ビデオメモリにアクセスできる場合）。

編集：通常のプログラム== "アプリケーション"、つまり、ウィンドウ/コンソールプログラムを作成するか、少なくとも画面に何かを描画する方法を持っています。

もともと、専用のグラフィックス処理ハードウェアには、固定された固定された一連の機能がありました。入力ジオメトリを受け取り、非常に特定の処理を行って変換およびラスタライズし、結果を画面にブラストします。時間の経過とともに、この機能はパラメータ化され、最終的にはプログラム可能になりました。「シェーダー」は、ジオメトリの変換とシェーディングを制御するため、GPUで実行されるプログラムに使用される用語になりました。

GPUハードウェアが進化するにつれて、ますます多くのものがプログラム可能になり、今では書き込むことができる種類のシェーダーの大部分は、画面上の何かの実際のシェーディングに間接的にしか寄与していません（ここでは、ジオメトリやハルシェーダーなどについて言及しています） ）。これにより、GPUは、大規模な並行処理ストリームベースの処理を行うためのデバイスとして一般化されました。そのため、GPUとシェーダーの目的は、一般的に、ある種の派手なグラフィック効果を実装することですが、特定の種類の汎用計算（特に、並列計算に適したもの）を実行するために使用されます。これは、汎用GPUプログラミングまたは「GPGPU」と呼ばれることがよくあります。

ただし、GPUは依然として高度に専門化されており、CPUが実行できる機能の多くを実行できません。また、システム内の残りのハードウェアへの接続も制限されているため、「通常の」プログラム（コンソール出力やマウス入力など）を完全にGPUで完全に作成することはできません。レンダリングとして解釈されることを意図していないGPUで計算を実行できますが、それ自体はスタンドアロンCPUではありません。

GPUはCPUに何をすべきかを伝えることができません。CPUが読み取るメモリに結果を提供できます。

シェーダー/ GPGPU は次の用途には使用できません。

• CPU割り込みとして実装されているため、CPUなしで直接ユーザー入力を取得する
• アプリケーションはカーネルによって管理され、CPUによって実行されるため、任意のアプリケーションの作成
• ウィンドウマネージャ/サーバーはCPUで実行されるため、任意のウィンドウの作成

シェーダー/ GPGPU は以下に使用できます。

• 画面/ウィンドウに描画するが、CPUで制御する必要がある
• ビデオのデコード/エンコード
• プロのグラフィックエディターでの画像処理 -ぼかし、エッジのシャープ化など、さまざまな効果の並列実行可能効果
• 物理計算

OpenCLを参照してください。非グラフィック計算にシェーダーを利用できます。

コメントに基づいて編集：

シェーダーは、グラフィックスのレンダリングにのみ使用されます。GPUで非グラフィックス計算を実行することをGPGPUと呼びます。

シンプル。グラフィックスプロセッシングユニットは最終的にシェーダーを取得しました。これはプログラム可能になったので、効果はますます豪華になりました。最終的にGPU全体がSIMDユニットになりました。

SIMDは、シングルインストルメンテーションマルチプルデータを意味します。現在、GPUはツリーのようなものです。X個のコアがあり、それぞれY個のコアがあり、Z個のコアがあります。ツリーを下に行くほど、メモリが高速で小さくなり、計算の並列性とシンペラ性が向上します。

つまり、GPUは一種のGeneral Purpuse GPUになっています。I / O、メモリ管理、スケジューリングは処理できますが、中央処理装置ではないため、CPUと呼ばれていません。

言うまでもなく、GPGPUのパワーは、分割可能な並列操作を大量のデータに対して一度に実行する必要があることから生じます。そのため、ほとんどの一般的なソフトウェアには役に立たないものの、nVidiaはGPGPUをCPUにする作業に取り組んでいます。彼らは、GPUをARM CPUとして公開できると信じています。この変換手法は、コアがRISCであるx86 CPUの内部にもあります。

OpenCL、CUDA、DirectXは、スプリットパーソナリティプログラミング言語のようなものです。たとえば、OpenCLはCPUで実行されますが、SIMDの恩恵を受けている「爆弾」（「カーネル」）をGPUにオフロードします。

それがすべてのFusion / Sandy Bridge CPU-GPUスタイルになるまでに長くはかからないでしょう。