第一代GPU(1999年以前)：部分功能从CPU分离，实现硬件加速

　　GE(Geometry Engine)为代表，只能起到3D图像处理的加速作用，不具有软件编程特性

　　第二代GPU(1999年-2002年)：进一步硬件加速和有限的编程性

　　1999年NVIDIA GeForce 256将T&L(Transform and Lighting)等功能从 CPU分离出来，实现了快速变换

　　2001年NVIDIA和ATI分别推出的GeForce3和Radeon 8500，图形硬件的流水线被定义为流处理器，出现了顶点级可编程性，同时像素级也具有有限的编程性，但GPU的编程性比较有限

　　第三代GPU(2002年以后)：方便的编程环境(如CUDA)

　　2002年ATI发布的Radeon 9700和2003年NVIDIA GeForce FX的推出

　　2006年NVIDIA与ATI分别为推出了CUDA(Computer Unified Device Architecture，统一计算架构)编程环境和CTM(Close To the Metal)编程环境

　　随着GPU可编程性不断增强，特别是CUDA 等编程环境的出现，使GPU通用计算编程的复杂性大幅度降低。 由于可编程性、功能、性能不断提升和完善，GPU已演化为一个新型可编程高性能并行计算资源。 全面开启GPU面向通用计算的新时代已到来。

　　基于流处理器阵列的主流GPU结构

　　以NVIDIA的GeForce8800GTX和ATI的HD 2900为代表 GeForce 8800GTX包含了128个流处理器，HD 2900包含了 320个流处理器。这些流处理器可以支持浮点运算、分支处理、流水线、SIMD（Single Instruction Multiple Data，单指令流多数据流）等技术。

　　基于通用计算核心的GPU结构

　　Intel Larrabee核心是一组基于x86指令集的CPU核, CPU核拓展了x86指令集，并包含大量向量处理操作和若干专门的标量指令，同时还支持子例程以及缺页中断。

　　前者相对于后者具有更高的聚合计算性能，而后者则在可编程性上具有更大的优势。