gpu در کامپیوتر چیست؟ GPU - چیست؟

بسیاری از مردم مخفف GPU را دیده اند، اما همه نمی دانند چیست. این جزء، که بخشی از کارت های ویدئویی. گاهی اوقات به آن کارت گرافیک می گویند، اما این درست نیست. GPU مشغول است در حال پردازشدستوراتی که یک تصویر سه بعدی را تشکیل می دهند. این عنصر اصلی است که قدرت آن بستگی دارد کاراییکل سیستم ویدیویی

بخور چندین نوعچنین تراشه ها - گسستهو ساخته شده است. البته لازم به ذکر است که اولی بهتر است. روی ماژول های جداگانه قرار می گیرد. قدرتمند است و به خوبی نیاز دارد خنک کننده. مورد دوم تقریباً روی همه رایانه ها نصب شده است. داخل CPU تعبیه شده و مصرف انرژی را چندین برابر کاهش می دهد. البته نمی توان آن را با تراشه های گسسته تمام عیار مقایسه کرد، اما در حال حاضر بسیار خوب نشان می دهد نتایج.

نحوه عملکرد پردازنده

پردازنده گرافیکی فعال است در حال پردازشگرافیک دو بعدی و سه بعدی. به لطف GPU، CPU کامپیوتر آزادتر است و می تواند کارهای مهم تری را انجام دهد. ویژگی اصلی پردازنده گرافیکی این است که تا حد امکان تلاش می کند افزایش سرعتمحاسبه اطلاعات گرافیکی معماری تراشه بیشتر اجازه می دهد بهره وریپردازش اطلاعات گرافیکی به جای CPU مرکزی کامپیوتر.

GPU نصب می شود محلمدل های سه بعدی در قاب. درگیر در فیلتر کردنمثلث هایی که در آنها گنجانده شده است، مشخص می کند که کدام یک قابل مشاهده هستند، و آنهایی را که توسط اشیاء دیگر پنهان شده اند، قطع می کند.

در انتخاب گوشی هوشمند ابتدا به چه نکاتی توجه می کنیم؟ اگر لحظه ای هزینه را نادیده بگیریم، اول از همه، البته اندازه صفحه نمایش را انتخاب می کنیم. سپس به دوربین، مقدار رم، تعداد هسته ها و فرکانس پردازنده علاقه مند هستیم. و اینجا همه چیز ساده است: هر چه بیشتر، بهتر، و کمتر، بدتر. با این حال، دستگاه های مدرن از یک پردازنده گرافیکی نیز استفاده می کنند که به عنوان GPU نیز شناخته می شود. چیست، چگونه کار می کند و چرا مهم است که در مورد آن بدانید، در زیر به شما خواهیم گفت.

GPU (واحد پردازش گرافیکی) پردازنده ای است که منحصراً برای پردازش گرافیکی و محاسبات ممیز شناور طراحی شده است. این در درجه اول برای کاهش بار کاری پردازنده اصلی در هنگام بازی های سخت یا برنامه های گرافیکی سه بعدی وجود دارد. هنگامی که یک بازی را انجام می دهید، پردازنده گرافیکی مسئول ایجاد گرافیک، رنگ و بافت است، در حالی که CPU می تواند هوش مصنوعی یا محاسبات مکانیک بازی را انجام دهد.

معماری GPU تفاوت زیادی با معماری CPU ندارد، اما برای پردازش گرافیکی کارآمدتر بهینه شده است. اگر GPU را مجبور به انجام هر گونه محاسبات دیگری کنید، بدترین جنبه خود را نشان می دهد.

کارت‌های ویدیویی که به‌صورت جداگانه متصل می‌شوند و با قدرت بالا کار می‌کنند، فقط در لپ‌تاپ‌ها و رایانه‌های رومیزی وجود دارند. اگر در مورد دستگاه‌های اندرویدی صحبت می‌کنیم، پس در مورد گرافیک یکپارچه و چیزی که ما SoC (سیستم روی یک تراشه) می‌نامیم صحبت می‌کنیم. به عنوان مثال، این پردازنده دارای یک پردازنده گرافیکی Adreno 430 یکپارچه است.حافظه ای که برای عملکرد خود استفاده می کند حافظه سیستم است، در حالی که کارت های گرافیک در رایانه های شخصی رومیزی فقط به آنها حافظه اختصاص داده شده است. درست است، تراشه های هیبریدی نیز وجود دارد.

در حالی که یک CPU با چندین هسته با سرعت بالا کار می‌کند، یک GPU دارای هسته‌های پردازشی زیادی است که با سرعت پایین کار می‌کنند و کاری بیشتر از محاسبه رئوس و پیکسل‌ها انجام نمی‌دهند. پردازش راس عمدتاً حول سیستم مختصات می چرخد. GPU وظایف هندسی را با ایجاد فضای سه بعدی روی صفحه و اجازه دادن به اشیا برای حرکت در آن پردازش می کند.

پردازش پیکسلی فرآیند پیچیده تری است که به قدرت پردازش زیادی نیاز دارد. در این مرحله، GPU لایه‌های مختلفی را اعمال می‌کند، افکت‌ها را اعمال می‌کند و هر کاری را برای ایجاد بافت‌های پیچیده و گرافیک واقعی انجام می‌دهد. پس از پردازش هر دو فرآیند، نتیجه به صفحه گوشی هوشمند یا تبلت شما منتقل می شود. همه این ها میلیون ها بار در ثانیه در حالی که شما بازی می کنید اتفاق می افتد.


البته این داستان در مورد عملکرد پردازنده گرافیکی بسیار سطحی است، اما کافی است یک ایده کلی خوب به دست آورید و بتوانید با دوستان یا فروشنده لوازم الکترونیکی صحبت کنید یا بفهمید که چرا دستگاه شما در حین کار اینقدر داغ می شود. بازی بعداً ما قطعاً در مورد مزایای GPU های خاص در هنگام کار با بازی ها و وظایف خاص صحبت خواهیم کرد.

بر اساس مواد از AndroidPit

همه ما می دانیم که یک کارت گرافیک و یک پردازنده وظایف کمی متفاوت دارند، اما آیا می دانید در ساختار داخلی چه تفاوتی با یکدیگر دارند؟ مثل سی پی یو واحد پردازش مرکزیو GPU (انگلیسی - واحد پردازش گرافیکی) پردازنده هستند و اشتراکات زیادی با هم دارند، اما برای انجام وظایف مختلف طراحی شده اند. از این مقاله بیشتر در این مورد خواهید آموخت.

CPU

وظیفه اصلی CPU، به زبان ساده، اجرای زنجیره ای از دستورالعمل ها در کوتاه ترین زمان ممکن است. CPU به گونه ای طراحی شده است که چندین زنجیره از این قبیل را همزمان اجرا کند، یا یک جریان از دستورالعمل ها را به چندین تقسیم کند و پس از اجرای جداگانه، آنها را به ترتیب صحیح در یکی دوباره ادغام کند. هر دستور در یک رشته به دستورالعمل هایی بستگی دارد که از آن پیروی می کنند، به همین دلیل است که CPU واحدهای اجرایی بسیار کمی دارد و تمام تأکید بر سرعت اجرا و کاهش زمان خرابی است که با استفاده از حافظه کش و خط لوله به دست می آید.

پردازنده گرافیکی

عملکرد اصلی GPU ارائه گرافیک سه بعدی و جلوه های بصری است، بنابراین، همه چیز کمی ساده تر است: باید چند ضلعی ها را به عنوان ورودی دریافت کند و پس از انجام عملیات ریاضی و منطقی لازم روی آنها، مختصات پیکسل خروجی را دریافت کند. اساساً، کار یک GPU به کار بر روی تعداد زیادی کار مستقل از یکدیگر خلاصه می شود؛ بنابراین، حاوی مقدار زیادی حافظه است، اما نه به سرعت یک CPU، و تعداد زیادی واحد اجرایی: GPU های مدرن 2048 یا بیشتر از آنها وجود دارد، در حالی که مانند یک CPU، تعداد آنها می تواند به 48 برسد، اما اغلب تعداد آنها در محدوده 2-8 قرار دارد.

تفاوت های اصلی

تفاوت اصلی CPU با GPU در نحوه دسترسی به حافظه است. در GPU منسجم و به راحتی قابل پیش بینی است - اگر یک بافت تکسل از حافظه خوانده شود، پس از مدتی نوبت به تکسل های همسایه می رسد. وضعیت ضبط مشابه است - یک پیکسل در بافر فریم نوشته می شود و پس از چند چرخه ساعت پیکسلی که در کنار آن قرار دارد ضبط می شود. همچنین، GPU، بر خلاف پردازنده‌های همه منظوره، به سادگی به حافظه کش بزرگ نیاز ندارد و بافت‌ها تنها به ۱۲۸ تا ۲۵۶ کیلوبایت نیاز دارند. علاوه بر این، کارت‌های ویدئویی از حافظه سریع‌تری استفاده می‌کنند و در نتیجه، GPU چندین برابر پهنای باند در دسترس دارد، که برای محاسبات موازی که با جریان‌های داده عظیم کار می‌کنند نیز بسیار مهم است.

تفاوت های زیادی در پشتیبانی چند رشته ای وجود دارد: CPU 1 را اجرا می کند – 2 رشته محاسبات در هر هسته پردازنده، و GPU می تواند چندین هزار رشته را برای هر چند پردازنده پشتیبانی کند که چندین مورد روی تراشه وجود دارد! و اگر تعویض از یک رشته به رشته دیگر صدها چرخه ساعت برای CPU هزینه داشته باشد، در این صورت GPU چندین رشته را در یک سیکل ساعت تغییر می دهد.

در یک CPU، قسمت اعظم تراشه توسط بافرهای دستورالعمل، پیش‌بینی شاخه‌های سخت‌افزار و مقدار زیادی حافظه کش اشغال می‌شود، در حالی که در یک GPU، بیشتر منطقه توسط واحدهای اجرایی اشغال می‌شود. دستگاه توصیف شده در بالا به صورت شماتیک در زیر نشان داده شده است:

تفاوت در سرعت محاسبات

اگر CPU نوعی "رئیس" است که مطابق با دستورالعمل های برنامه تصمیم گیری می کند، GPU یک "کارگر" است که تعداد زیادی محاسبات مشابه را انجام می دهد. به نظر می رسد که اگر وظایف ریاضی ساده مستقل را به GPU بدهید، بسیار سریعتر از پردازنده مرکزی کار می کند. این تفاوت با موفقیت توسط ماینرهای بیت کوین استفاده می شود.

استخراج بیت کوین

ماهیت ماینینگ این است که رایانه های واقع در نقاط مختلف زمین مسائل ریاضی را حل می کنند که در نتیجه بیت کوین ایجاد می شود. تمام نقل و انتقالات بیت کوین در طول زنجیره به ماینرها منتقل می شود، که وظیفه آن ها انتخاب از بین میلیون ها ترکیب یک هش است که با تمام تراکنش های جدید مطابقت دارد و یک کلید مخفی، که تضمین می کند ماینر در یک زمان، پاداشی معادل 25 بیت کوین دریافت می کند. از آنجایی که سرعت محاسبه مستقیماً به تعداد واحدهای اجرایی بستگی دارد، مشخص می‌شود که GPUها برای انجام این نوع کارها بسیار مناسب‌تر از CPU هستند. هر چه تعداد محاسبات انجام شده بیشتر باشد، شانس دریافت بیت کوین بیشتر می شود. حتی تا آنجا پیش رفت که کل مزارع را از کارت های ویدئویی ساخت.

شما تصمیم گرفته اید یک کامپیوتر بخرید. در راهروهای خرید قدم بزنید، به برچسب قیمت ها نگاه کنید، با ویژگی ها آشنا شوید. و این سوال پیش می آید: GPU چیست؟ اغلب این ترکیب حروف را می بینید، اما معنی آن را نمی بینید. بیایید سعی کنیم توضیح دهیم.

GPU - چیست و چه تفاوتی با CPU دارد؟

GPU مخفف "گرافیک پردازش واحد" یا پردازنده گرافیکی است. این یک دستگاه جداگانه برای کنسول بازی، کامپیوتر یا دوربین است. رندر گرافیکی و اجرای آن را بر عهده دارد. GPU با توجه به معماری خط لوله که مخصوص این اهداف طراحی شده است، به خوبی با این کار کنار می آید. GPU های مدرن گرافیک را بسیار بهتر از واحدهای پردازش مرکزی کلاسیک خود (CPU) پردازش می کنند.

در حال حاضر، GPU به عنوان یک شتاب دهنده گرافیک سه بعدی استفاده می شود، اما در موارد استثنایی می توان از آن برای محاسبات استفاده کرد. تفاوت بین GPU و CPU در موارد زیر است:

• معماری: حداکثر سرعت محاسبه اشیاء و بافت های گرافیکی پیچیده را هدف قرار می دهد.
• مجموعه دستورات نسبتا کم

قدرت محاسباتی عظیم دقیقاً با ویژگی های معماری توضیح داده می شود. همراه با CPU های مدرن حاوی چندین هسته (2/4/8، که قبلاً یک پیشرفت در نظر گرفته می شد)، GPU در ابتدا به عنوان یک ساختار چند هسته ای توسعه یافت. تعداد هسته های اینجا صدهاست!

تفاوت در معماری نیز تفاوت در اصل عملکرد را توضیح می دهد. اگر معماری CPU برای پردازش متوالی داده ها طراحی شده باشد، پس GPU در ابتدا برای کار با گرافیک کامپیوتری طراحی شده است و بنابراین برای محاسبات عظیم اما موازی طراحی شده است.

هر کدام از این معماری ها مزایای خاص خود را دارند. CPU در کارهای متوالی بسیار بهتر است. برای حجم عظیمی از اطلاعات پردازش شده، GPU یک مزیت دارد. شرط اصلی این است که کار باید موازی بودن را حفظ کند.

شما در حال حاضر چیزهای زیادی در مورد پردازنده‌های گرافیکی می‌دانید، یعنی GPU چیست و حتی می‌توانید به دوستان خود بگویید.

مادربرد شامل بسیاری از اجزای مهم کامپیوتر است که نام های منحصر به فرد خود را دارند: CPU، GPU، HDD، SSD، RAM و غیره. هر یک از این اختصارات معنای خاص خود را دارند، اما در حال حاضر آنچه مهم است این است که چیست - GPU؟

نام مشابهی برای این اصطلاح وجود دارد - CPU است. بسیاری از کاربران بی تجربه این نام ها را اشتباه می گیرند که نادرست است. برای شروع، شایان ذکر است که CPU واحد پردازش مرکزی است که مغز کل سیستم است. این مخفف مخفف Central Processor Unit است.

با این حال، شایان ذکر است که یک پردازنده گرافیکی نیز یک پردازنده است، فقط یک راه حل گرافیکی. وظیفه آن پردازش و نمایش تصاویر روی صفحه است. نام کامل مخفف به این صورت است - واحد پردازش گرافیکی.

با این توضیحات می توانید متوجه شوید که GPU یک واحد پردازش مرکزی نیست که فقط داده های نوع گرافیکی را پردازش کند. از پروتکل های پردازنده مرکزی پیروی می کند و بر خلاف آن، دستگاه منطقی خود را دارد. درست مانند پردازنده اصلی، پردازنده گرافیکی دارای هسته است، فقط ده ها هسته وجود ندارد، بلکه هزاران عدد وجود دارد. چنین تعداد هسته های زیادی برای دریافت و پردازش داده های مرتبط با رندرینگ و چند کار موقت ضروری است.

اکنون که از قبل یک ایده کلی داریم که GPU یک پردازنده گرافیکی است و وظیفه آن پردازش داده های گرافیکی است، می توانیم به شمارش ادامه دهیم.

در حال حاضر، دو نوع پردازنده گرافیکی یکپارچه وجود دارد - آنهایی که در مادربرد و آنهایی که در پردازنده یکپارچه شده اند.

در نسخه اول، تراشه پردازنده گرافیکی مستقیماً روی PCB مادربرد لحیم شده است و تعداد کمی از مردم می دانند که این پردازنده گرافیکی است. به نظر یک تراشه مشکی معمولی است که روی آن نام تجاری، شماره سریال و ترکیبی از اعداد وجود دارد که برخی از پارامترها را نشان می دهد. از آنجایی که چنین راهکارهای گرافیکی ظرفیت حافظه خاص خود را ندارند، این پارامتر را با استفاده از ظرفیت آن از RAM قرض می گیرند.

در مورد تراشه ای که در پردازنده تعبیه شده است، دیدن آن دشوار است؛ این کار فقط با جدا کردن خود پردازنده مرکزی قابل انجام است. تقریباً تمام پردازنده های نسل جدید دارای یک هسته اضافی هستند که به آن هسته گرافیکی می گویند. در عین حال، قیمت پردازنده زیاد افزایش نمی یابد، اما نیاز به کارت گرافیک مجزا را از بین می برد.

پردازنده های گرافیکی داخلی به شما اجازه می دهد تا چند ده درصد در مصرف انرژی صرفه جویی کنید که تأثیر مثبتی بر انتقال حرارت دارد. با این حال، معایب قابل توجهی نیز وجود دارد که یکی از آنها عملکرد پایین است. چنین گرافیک های مقرون به صرفه ای برای کار با برنامه ها و برنامه های اداری که به قدرت زیادی نیاز ندارند، مناسب هستند.

GPU در رایانه - چیست و چگونه آن را شناسایی کنیم؟ اگر قبلاً دو نوع پردازنده گرافیکی به صورت یکپارچه ارائه شده بود، می توانید گزینه کارت گرافیک گسسته را در نظر بگیرید. بر این اساس، می توانید درک کنید که GPU فقط یک نام برای یک پردازنده است که یکی از قسمت های آن کارت گرافیک است. با این حال، این جزئیات مهم ترین است. برد کارت گرافیک همچنین شامل تراشه های حافظه، خازن ها، کانکتور یا کانکتورهای برق، پوشش محافظ، رادیاتور و خنک کننده است.

تفاوت بین کارت گرافیک یکپارچه و گسسته در این است که کارت دوم بسیار قدرتمندتر و سازنده تر از نسخه داخلی است. اولاً مقدار حافظه مخصوص به خود را دارد که مستقیماً بر سرعت کشیدن اشیا تأثیر می گذارد. ثانیاً، پارامترهای آن شامل یک گذرگاه توسعه است که عمق بیت آن به شما امکان می دهد تا توان انتقال داده را افزایش دهید.

چنین آداپتورهای گرافیکی برای راه‌اندازی ساده و تولید تصاویر باکیفیت به قدرت بیشتری نیاز دارند. با وجود تمام قدرت، گزینه های آفیس برای کارت های ویدئویی گسسته نیز وجود دارد که تفاوت چندانی با همتایان یکپارچه خود ندارند. گزینه های بازی از نظر ساختار و پتانسیل قوی تر هستند، اما انرژی بسیار بیشتری مصرف می کنند.

درجه حرارت

برای عملکرد بهتر، باید بدانید پردازنده گرافیکی کامپیوتر و دمای آن چیست. چگونه پردازنده گرافیکی یکپارچه و مجزا را خنک کنیم؟ برای خنک کردن GPU یکپارچه، فقط باید فن ها را در کیس قرار دهید و گزینه های مجزا سیستم خنک کننده خود را دارند. بسته به تعداد فن هایی که در بالای تراشه قرار می گیرند، به شما می گوید که تراشه چقدر خوب خنک شده است.

سیستم خنک کننده کارت گرافیک بسیار ساده است - تراشه با کمک خمیر حرارتی اعمال شده روی آن، با لوله های سینک حرارتی تماس پیدا می کند، آنها به رادیاتور می روند که با استفاده از یک خنک کننده خنک می شود.

دمای کار تراشه بیش از 70 درجه نیست؛ افزایش بیشتر دما را می توان گرمای بیش از حد در نظر گرفت. برای جلوگیری از داغ شدن بیش از حد کارت گرافیک، کافی است سریعا کارت گرافیک را از گرد و غبار تمیز کنید و خمیر حرارتی را تغییر دهید. برای اطلاع از وضعیت فعلی دمای کارت گرافیک، کافی است برنامه های مناسب را اجرا کنید، به عنوان مثال AIDA 64. در آنجا می توانید دمای نه تنها آداپتور گرافیک، بلکه کل سیستم را مشاهده کنید.