Molti hanno visto l'abbreviazione GPU, ma non tutti sanno di cosa si tratta. Questo componente che fa parte di schede video... A volte viene chiamata scheda video, ma non è corretto. La GPU è impegnata in lavorazione comandi che formano un'immagine tridimensionale. Questo è l'elemento principale, la cui potenza dipende da prestazione l'intero sistema video.
C'è diversi tipi tali chip - discreto e integrato... Certo, vale la pena ricordare subito che il primo è migliore. È messo su moduli separati. È potente e richiede del bene raffreddamento... Il secondo è installato su quasi tutti i computer. È integrato nella CPU, riducendo notevolmente il consumo energetico. Certo, non può essere paragonato a chip discreti a tutti gli effetti, ma al momento mostra abbastanza bene risultati.
Come funziona il processore
La GPU è impegnata in lavorazione Grafica 2D e 3D. Grazie alla GPU, la CPU del computer diventa più libera e può svolgere compiti più importanti. La caratteristica principale della GPU è che cerca di massimizzare aumentare la velocità calcolo delle informazioni grafiche. L'architettura del chip consente di più efficienza elaborare le informazioni grafiche rispetto alla CPU centrale di un PC.
Set GPU Posizione modelli tridimensionali nel telaio. è impegnato in filtrazione dei triangoli inclusi in essi, determina quali sono in vista e taglia quelli che sono nascosti da altri oggetti.
Cosa guardiamo prima quando scegliamo uno smartphone? A parte il costo per un momento, la prima cosa che facciamo, ovviamente, è la dimensione dello schermo. Poi ci interessa la telecamera, la quantità dell'operativo, il numero di core e la frequenza del processore. E qui tutto è semplice: più, meglio, e meno, peggio, rispettivamente. Tuttavia, i dispositivi moderni utilizzano anche un processore grafico, noto anche come GPU. Che cos'è, come funziona e perché è importante conoscerlo, lo descriveremo di seguito.
GPU (Graphics Processing Unit) è un processore dedicato esclusivamente all'elaborazione grafica e al calcolo in virgola mobile. Esiste principalmente per facilitare il lavoro del processore principale quando si tratta di giochi ad alta intensità di risorse o applicazioni grafiche 3D. Quando giochi, la GPU è responsabile della creazione di grafica, colori e trame, mentre la CPU può eseguire l'intelligenza artificiale o i calcoli della meccanica del gioco.
L'architettura della GPU non è molto diversa dall'architettura della CPU, tuttavia è più ottimizzata per una gestione grafica efficiente. Se forzi la GPU a eseguire altri calcoli, si mostrerà dal lato peggiore.
Le schede video che si collegano separatamente e funzionano ad alta potenza esistono solo in laptop e desktop. Se parliamo di dispositivi Android, allora parliamo di grafica integrata e di quello che chiamiamo SoC (System-on-a-Chip). Ad esempio, il processore ha un processore grafico integrato Adreno 430. La memoria che utilizza per il suo lavoro è la memoria di sistema, mentre per le schede video nei PC desktop viene allocata solo la memoria disponibile. È vero, ci sono anche chip ibridi.
Mentre un processore multi-core funziona ad alta velocità, una GPU ha molti core del processore che funzionano a basse velocità e eseguono solo il calcolo dei vertici e dei pixel. La lavorazione dei vertici ruota principalmente attorno a un sistema di coordinate. La GPU gestisce le attività geometriche creando uno spazio tridimensionale sullo schermo e consentendo agli oggetti di muoversi attorno ad esso.
L'elaborazione dei pixel è più complessa e ad alta intensità di calcolo. A questo punto la GPU applica vari livelli, applica effetti, fa di tutto per creare trame complesse e grafiche realistiche. Dopo che entrambi i processi sono stati elaborati, il risultato viene trasferito sullo schermo del tuo smartphone o tablet. Tutto questo accade milioni di volte al secondo mentre stai giocando. 
Certo, questa storia sul lavoro della GPU è molto superficiale, ma è sufficiente per avere un'idea generale corretta ed essere in grado di mantenere una conversazione con gli amici o un venditore di elettronica, o capire perché il tuo dispositivo è così caldo durante il gioco. Più avanti, discuteremo sicuramente dei vantaggi di alcune GPU nel lavorare con giochi e attività specifici.
Basato su materiali di AndroidPit
Sappiamo tutti che una scheda video e un processore hanno compiti leggermente diversi, ma sai come differiscono l'uno dall'altro nella struttura interna? Come CPU (ing. - Unità centrale di elaborazione) e GPU (ing. - unità di elaborazione grafica) sono processori e hanno molto in comune, ma sono stati progettati per svolgere compiti diversi. Imparerai di più su questo in questo articolo.
Processore
Il compito principale della CPU, in parole povere, è eseguire la catena di istruzioni nel più breve tempo possibile. La CPU è progettata in modo tale da eseguire più catene di questo tipo contemporaneamente o dividere un flusso di istruzioni in più e, dopo averle eseguite separatamente, unirle nuovamente in una, nell'ordine corretto. Ogni istruzione in un thread dipende da quelle che la seguono, motivo per cui ci sono così poche unità di esecuzione nella CPU e tutta l'enfasi è sulla velocità di esecuzione e sulla riduzione dei tempi di inattività, che si ottiene utilizzando la memoria cache e la pipeline.
GPU
La funzione principale della GPU è il rendering di grafica 3D ed effetti visivi, quindi tutto è un po 'più semplice: ha bisogno di ricevere poligoni all'ingresso e, dopo aver eseguito le necessarie operazioni matematiche e logiche su di essi, emettere le coordinate dei pixel all'uscita. In effetti, il lavoro di una GPU si riduce a operare su un numero enorme di attività indipendenti, quindi contiene una grande quantità di memoria, ma non così veloce come in una CPU, e un numero enorme di unità di esecuzione: nelle moderne GPU ci sono 2048 e più, in quel momento come una CPU, il loro numero può raggiungere 48, ma il più delle volte il loro numero è compreso tra 2-8.
Le principali differenze
La CPU differisce dalla GPU principalmente nel modo in cui accede alla memoria. Nella GPU, è connesso e facilmente prevedibile: se il texel della trama viene letto dalla memoria, dopo un po' arriverà il turno dei texel vicini. La situazione è simile con la registrazione: un pixel viene scritto nel framebuffer e, dopo alcuni cicli di clock, verrà registrato quello che si trova accanto ad esso. Inoltre, un processore grafico, a differenza dei processori generici, semplicemente non ha bisogno di una grande memoria cache e le trame richiedono solo 128-256 kilobyte. Inoltre, sulle schede video viene utilizzata una memoria più veloce e, di conseguenza, la GPU è disponibile a volte più larghezza di banda, che è anche molto importante per i calcoli paralleli che operano con enormi flussi di dati.
Ci sono molte differenze nel supporto multithreading: la CPU esegue 1 – 2 thread di calcolo per core del processore e la GPU può supportare diverse migliaia di thread per multiprocessore, di cui ce ne sono diversi nel chip! E se il passaggio da un thread all'altro per la CPU costa centinaia di cicli, la GPU cambia diversi thread in un ciclo.
Nella CPU, la maggior parte dell'area del chip è occupata da buffer di istruzioni, previsione del ramo hardware e enormi quantità di memoria cache, mentre nella GPU, la maggior parte dell'area è occupata da unità di esecuzione. Il dispositivo di cui sopra è schematicamente mostrato di seguito:
Differenza di velocità di calcolo
Se la CPU è una sorta di "capo" che prende decisioni secondo le istruzioni del programma, allora la GPU è un "lavoratore" che esegue un'enorme quantità di calcoli dello stesso tipo. Si scopre che se fornisci semplici problemi matematici indipendenti alla GPU, allora funzionerà molto più velocemente del processore centrale. Questa distinzione è utilizzata con successo dai minatori di bitcoin.
Estrazione di bitcoin
L'essenza del mining è che i computer situati in diverse parti della Terra risolvono problemi matematici, a seguito dei quali vengono creati bitcoin. Tutti i trasferimenti di bitcoin lungo la catena vengono trasferiti ai minatori, il cui compito è selezionare tra milioni di combinazioni un singolo hash che corrisponda a tutte le nuove transazioni e una chiave segreta, che garantirà al miner di ricevere una ricompensa di 25 bitcoin alla volta. Poiché la velocità di calcolo dipende direttamente dal numero di unità di esecuzione, risulta che le GPU sono molto più adatte a questo tipo di attività rispetto alle CPU. Maggiore è il numero di calcoli eseguiti, maggiore è la possibilità di ottenere bitcoin. È arrivato persino alla costruzione di intere fattorie dalle schede video.
Hai deciso di acquistare un computer. Cammina lungo la galleria dello shopping, guarda i cartellini dei prezzi, conosci le caratteristiche. E sorge spontanea la domanda: cos'è una GPU? Spesso vedi questa combinazione di lettere, ma non ne vedi il significato. Proviamo a spiegare.
GPU: cos'è e in cosa è diversa da una CPU
GPU sta per "unità di elaborazione grafica" o processore grafico. È un dispositivo separato per console di gioco, computer, fotocamera. Responsabile del rendering della grafica, lo esegue. La GPU affronta egregiamente questo compito, grazie all'architettura della pipeline appositamente progettata per questi scopi. Le GPU moderne sono molto più brave nella gestione della grafica rispetto alle loro controparti, le classiche unità di elaborazione centrale (CPU).
Attualmente, la GPU viene utilizzata come acceleratore grafico 3D, ma in casi eccezionali può essere utilizzata per i calcoli. Quanto segue distingue la GPU dalla CPU:
- architettura: mira al massimo ad alta velocità di calcolo di oggetti grafici e texture complessi;
- serie di comandi relativamente bassa.
La colossale potenza di calcolo è spiegata proprio dalle peculiarità dell'architettura. Insieme alle moderne CPU contenenti più core (2/4/8, che era già considerata una svolta), la GPU è stata originariamente progettata come una struttura multi-core. Ci sono centinaia di core qui!
La differenza nell'architettura spiega anche la differenza nel principio di funzionamento. Se l'architettura della CPU è progettata per l'elaborazione sequenziale dei dati, la GPU è stata originariamente progettata per funzionare con la computer grafica, quindi è progettata per calcoli massicci ma paralleli.
Ognuna di queste architetture ha i suoi vantaggi. La CPU è molto più brava nell'eseguire attività sequenziali. Per enormi quantità di informazioni elaborate, la GPU ha un vantaggio. La condizione principale è che il parallelismo deve essere osservato nell'attività.
Ora sai molto sulle GPU, che cos'è una GPU e puoi persino dirlo ai tuoi amici.
La scheda madre contiene molti componenti importanti del computer, che portano i loro nomi univoci: CPU, GPU, HDD, SSD, RAM e così via. Ognuna di queste abbreviazioni ha la sua interpretazione, ma al momento è importante, che cos'è: una GPU?
C'è un nome simile a questo termine: è CPU. Molti utenti inesperti confondono questi nomi, il che non è corretto. Per cominciare, vale la pena spiegare che la CPU è l'unità di elaborazione centrale, che è il cervello dell'intero sistema. Questa abbreviazione sta per Central Processor Unit.
Tuttavia, vale la pena sapere che una GPU è anche un processore, solo una soluzione grafica. Il suo compito è elaborare e visualizzare l'immagine. Il nome completo dell'abbreviazione è simile a questo: Unità di elaborazione grafica.
Grazie a queste spiegazioni si può comprendere che la GPU non è un'unità di elaborazione centrale che elabora solo dati di tipo grafico. Obbedisce ai protocolli del processore centrale e, a differenza di esso, ha un proprio dispositivo logico. Proprio come il processore principale, il processore grafico ha core, solo che non ce ne sono dozzine, ma migliaia. È necessario un numero così elevato di core per ricevere ed elaborare i dati associati al disegno e a numerose attività temporanee.
Ora che hai già un'idea generale che la GPU è un processore grafico e il suo compito è elaborare i dati grafici, puoi passare all'enumerazione.
Attualmente esistono due tipi di processori grafici integrati: integrati nella scheda madre e integrati nel processore.
Nella prima versione, il chip GPU è saldato direttamente al PCB della scheda madre e poche persone sanno che si tratta di una GPU. Sembra un normale chip nero, che ha il nome del marchio, il numero di serie e una combinazione di numeri che indica alcuni parametri. Poiché tali soluzioni grafiche non dispongono di una propria dimensione di memoria, prendono in prestito questo parametro dalla RAM, utilizzando le sue dimensioni.
Nel caso di un chip integrato nel processore, è difficile vederlo; funzionerà solo durante l'analisi del processore centrale stesso. Quasi tutti i processori di nuova generazione hanno un core aggiuntivo chiamato core grafico. Allo stesso tempo, il prezzo del processore non cresce molto, ma elimina la necessità di una scheda video discreta.
I processori grafici integrati risparmiano decine di percento sul consumo energetico, il che ha un effetto positivo sulla dissipazione del calore. Tuttavia, ci sono svantaggi significativi e uno di questi è la scarsa prestazione. Queste grafiche economiche sono adatte per l'ufficio e le applicazioni a basso consumo.
GPU in un computer: che cos'è e come identificarlo? Se in precedenza sono stati presentati due tipi di processori grafici integrati, è inoltre possibile considerare l'opzione di una scheda video discreta. Sulla base di ciò, si può capire che GPU è solo una designazione per un processore, uno dei cui dettagli è una scheda video. Tuttavia, questo dettaglio è il più importante. Anche sulla scheda video ci sono chip di memoria, condensatori, connettore o connettori di alimentazione, un involucro protettivo, un radiatore e un dispositivo di raffreddamento.
La differenza tra una scheda video integrata e una discreta è che la seconda è molto più potente ed efficiente della versione integrata. Innanzitutto, ha una propria quantità di memoria, che influisce direttamente sulla velocità di rendering degli oggetti. In secondo luogo, i suoi parametri includono un bus di espansione, la cui dimensione in bit consente di aumentare la larghezza di banda per la trasmissione dei dati.
Questi adattatori grafici richiedono un'alimentazione aggiuntiva per avviarsi semplicemente e visualizzare immagini di qualità. Nonostante tutta la potenza, ci sono opzioni per l'ufficio per schede video discrete che differiscono poco dalle loro controparti integrate. Le opzioni di gioco sono più potenti nella struttura e nel potenziale, ma consumano molta più energia.
Regime di temperatura
Per un migliore funzionamento, devi sapere cos'è una GPU in un computer e la sua temperatura. Come posso raffreddare le GPU integrate e discrete? Per raffreddare la GPU integrata, basta posizionare le ventole nel case e le opzioni discrete hanno il proprio sistema di raffreddamento. A seconda di quante ventole ci sono sopra il chip, sarà chiaro quanto bene si raffreddi il chip.
Il sistema di raffreddamento della scheda video è abbastanza semplice: il chip, con l'aiuto della pasta termica applicata su di esso, entra in contatto con i tubi del dissipatore di calore, vanno al radiatore, che viene raffreddato con l'aiuto di un dispositivo di raffreddamento.
La temperatura di esercizio del chip non supera i 70 gradi, un ulteriore aumento della temperatura può essere considerato surriscaldamento. Per evitare il surriscaldamento della scheda video, è sufficiente pulire la scheda video dalla polvere in modo tempestivo, durante la sostituzione della pasta termica. Per scoprire lo stato attuale della temperatura nella scheda video, è sufficiente eseguire i programmi appropriati, ad esempio AIDA 64. Lì puoi vedere la temperatura non solo dell'adattatore grafico, ma dell'intero sistema.
