زمان تقریبی مطالعه: 5 دقیقه

تاریخ: ۱۴۰۰-۰۴-۰۳
نویسنده: سهیل
GPU یا Graphics Processing Units چیست؟

گرافیک رایانه ای بخشی اساسی از هر سیستم رایانه ای مدرن، حتی لپ تاپ های سبک وزن است. “GPU” مخفف واحد پردازش گرافیک، بخشی از رایانه شخصی است که توسط آن میتوانید تصاویر روی صفحه را مشاهده می کنید.

 

وظایف GPU

اگر فقط از رایانه خود برای کارهای اولیه استفاده می کنید مثل مرور وب یا استفاده از نرم افزارهای آفیس و برنامه های دسک تاپ و… نیازی به داشتن اطلاعات بیشتری درباره GPU ندارید. در یک کلام این بخش مسئول هر آنچه در مانیتور رایانه شخصی خود می بینید است.

با این حال، برای گیمرها یا هر کسی که کارش با GPU سر و کار داشته باشد، مانند ارائه سه بعدی، رمزگذاری ویدیو و غیره، GPU کارهای بیشتری انجام می دهد. این افراد باید از GPU خود بیشتر استفاده کنند، بنابراین بیایید بیشتر به این موضوع بپردازیم.

 

انواع مختلف پردازنده های گرافیکی

دو نوع GPU اصلی وجود دارد که می توانید برای یک کامپیوتر مدرن تهیه کنید: یکپارچه و گسسته.

کارت های گرافیک معمولاً اجزای بزرگ و جا گیری برای رایانه های رومیزی هستند که دارای یک، دو یا گاهی اوقات سه فن هستند. این کارت ها شامل تراشه پردازنده گرافیکی اصلی و همچنین RAM برای کنترل بارهای گرافیکی بالاتر مانند بازی های ویدیویی هستند. فن ها نیز باعث خنک شدن اجزا می شوند.

کارت های گرافیک رومیزی از آسانترین قطعات برای به روزرسانی هستند. شما فقط کارت را به شکاف PCIe x16 می اندازید، کابل را به منبع تغذیه وصل می کنید (در صورت لزوم) و سپس درایورها را نصب می کنید.

لپ تاپ ها همچنین می توانند GPU گسسته داشته باشند. به جای کارت بزرگ، یک GPU لپ تاپ فقط تراشه ای است که روی مادربرد لحیم شده است. برخلاف رایانه های شخصی، به روزرسانی این موارد آسان نیست.

سپس، گرافیک یکپارچه ای وجود دارد که درست درون پردازنده تعبیه شده است. همه CPU ها این را ندارند. به عنوان مثال پردازنده های رایانه ای Ryzen که دارای بهترین مورد یعنی AMD هستند، به دلیل فقدان هرگونه گرافیک یکپارچه مشهور هستند. با این حال، این شرکت پردازنده های دسک تاپ با گرافیک یکپارچه به نام واحد پردازش سریع (APUs) می سازد

تراشه های Core دسک تاپ اینتل با شماره مدل که به “F” و پردازنده های Core X-Series با شماره مدل که با “X” ختم می شوند، فاقد گرافیک هستند. از آنجا که این پردازنده ها GPU ندارند، با قیمت کمتری به فروش می رسند.

پردازنده بدون گرافیک فقط برای دسک تاپ ها است. باز هم، لپ تاپ ها به عنوان یک بسته سازگار به فروش می رسند، بنابراین آنها به یک GPU گسسته یا یک گرافیک مجتمع داخلی پردازنده احتیاج دارند.

پردازنده های مدرن با گرافیک یکپارچه می توانند به طرز شگفت انگیزی قدرتمند باشند. هنگامی که تنظیمات گرافیک کاهش می یابد، برخی قادر به اجرای عناوین AAA قدیمی هستند که با نرخ فریم قابل پخش هستند.

آنها برای افرادی که هنوز توانایی تهیه کارت گرافیک رویایی خود را ندارند یک انتخاب مقرون به صرفه است. هر کسی که بخواهد یک بازی جدی انجام دهد، به یک GPU جداگانه احتیاج دارد.

 

GPU یا Graphics Processing Units چیست؟

عملکرد GPU

ساده ترین راه برای درک اینکه GPU چه کاری انجام می دهد صحبت در مورد بازی های ویدیویی است. در یک بازی، ممکن است یک تصویر کامپیوتری از یک شخص، یک منظره یا یک مدل کاملاً دقیق از یک شی سه بعدی مشاهده کنیم. هرچه در مانیتور می بینیم، همه به لطف واحد پردازش گرافیک است.

بازی های ویدئویی کارهای پیچیده ای هستند که برای نمایش تصاویر بر روی صفحه نمایش به محاسبات ریاضی زیادی نیاز دارند. GPU برای پردازش اطلاعات گرافیکی از جمله هندسه، رنگ، سایه و تصویر یک تصویر ساخته شده است. RAM آن همچنین برای نگهداری مقدار زیادی اطلاعات وارد شده به پردازنده گرافیکی و داده های ویدئویی، معروف به فریم بافر، که به صفحه شما هدایت می شوند، تخصصی است.

GPU تمام دستورالعمل های ترسیم تصاویر روی صفحه را از پردازنده می گیرد و سپس آنها را اجرا می کند. به این روند رفتن از دستورالعمل ها به تصویر نهایی، خط لوله رندر یا گرافیک گفته می شود.

واحد اساسی برای شروع ایجاد گرافیک های سه بعدی چند ضلعی است. به طور دقیق تر، مثلث ها. تقریباً هر آنچه در یک بازی ویدیویی معمولی مشاهده می کنید، به صورت مجموعه ای عظیم از مثلث شروع می شود. اشکال دیگری نیز می تواند وجود داشته باشد، اما اکثرا مثلث هستند.

این اشکال اساسی، علاوه بر خطوط و نقاط دیگر، به عنوان “اشکال اولیه” شناخته می شوند. آنها ساخته شده اند تا اشیا قابل شناسایی مانند میز، درخت یا جادوگری را که عصا در دست دارد، بسازند. هر چه از چند ضلعی بیشتری برای یک شی استفاده کنید، جزئیات بیشتری در تصاویر نهایی شما ایجاد می شود.

هر شی مختصات خود را دارد که باید در یک صحنه تنظیم شود. به عنوان مثال اگر انسانی در اتاق ناهار خوری در حال کشیدن نقاشی باشد، ما در مورد محل قرارگیری میز و صندلی ها یا نزدیک بودن این اشیا به دیوار تصورات و اطلاعاتی داریم.

اما رایانه نمی تواند این تصورات و اطلاعات را داشته باشد و برای قرار دادن آنها به مختصات نیاز دارد. این یکی از دلایلی است که باعث می شود، گاهی اوقات در بازی های ویدیویی وضعیت مشکل دار می شود و شما ناگهان جسمی را در هوا می بینید.

پس از تنظیم صحنه، GPU شروع به کشف پرسپکتیو بر اساس محلی که “دوربین” به صحنه نگاه می کند، می کند. برای مثال، نبرد در خیابان بسیار متفاوت خواهد بود اگر شخصیت شما در بالای اتوبوس پارک شده ایستاده باشد و در حالی که پشت یک تاکسی واژگون است، به هرج و مرج در مقابل نگاه می کند. باز هم، ریاضیات زیادی برای کشف زاویه دید وجود دارد.

بعد از کمی اصلاح، تصاویر بافت، سایه، رنگ و سایه می گیرند که همه را زنده می کند.

همه این پردازش های گرافیکی سریعا اتفاق می افتد و نیاز به محاسبات سنگین دارند، به همین دلیل در مرحله اول به یک واحد پردازش جداگانه نیاز است.

GPU به طور خاص برای پردازش گرافیک ساخته شده است، که به محاسبات ریاضی زیادی احتیاج دارد که به طور موازی اتفاق می افتد. تمرکز بیشتر در محاسبه و عملیات موازی به همین دلیل است که طرفداران اولیه بیت کوین برای تولید ریاضیات مورد نیاز برای استخراج سکه های رمز ارز به سکوهایی پر از GPU مراجعه می کنند. در همین حال پردازنده ها به همان اندازه تخصصی نیستند و دارای اهداف کلی تری هستند.

از نظر فنی می توانید برای پردازش گرافیکی به CPU اعتماد کنید، اما کارآمد نخواهد بود و نتیجه نهایی هرگز از نظر ظاهری چشمگیر نخواهد بود. CPU به راحتی منابع اکثر بازی ها را ندارد. علاوه بر این CPU همزمان، سایر برنامه ها و فرایندهای پس زمینه را اجرا می کند. این همچنین به شما کمک می کند تا بازی را با محاسبات فیزیکی، عملیات هوش مصنوعی و سایر وظایف اجرا کنید.

 

به کدام GPU نیاز دارید؟

اکنون اصول کار GPU و انواع مختلفی را که در آن وجود دارد می دانید. بنابراین، از کجا می دانید به کدام یک نیاز دارید؟ اگر مشغول بازی روی دسک تاپ هستید، به کارت گرافیک نیاز دارید و یک دنیای کامل از نظرات وجود دارد که به شما کمک می کند بهترین را انتخاب کنید.

به طور کلی، حتماً کارت گرافیکی متناسب با وضوح مانیتور خود مانند 1080p، 1440p یا K4 تهیه کنید. ویژگی های بازی های ویدیویی به طور مداوم در حال پیشرفت هستند و به سخت افزار جدیدی نیاز دارند. این بدان معناست که کارتهای گرافیک زودتر از سایر اجزا قدیمی می شوند. دارندگان دسک تاپ باید حداقل چیزی را که در دو سه سال گذشته منتشر شده است خریداری کنند.

برای بازی در لپ تاپ، باید بسیار دقیق باشید. بسیاری از لپ تاپ های مخصوص بازی دارای پردازنده گرافیکی گسسته هستند که قدمت آنها تا دو نسل است و هزینه آنها به همان اندازه (یا تقریباً به اندازه) یک لپ تاپ با پردازنده گرافیکی جدیدتر است.

اگر شما علاقه مند به ویرایش ویدیو هستید، یک CPU قدرتمند از اهمیت بیشتری برخوردار است، اما یک کارت گرافیک گسسته (حتی یکی از آن که دارای چند نسل قدیمی است) نیز مورد نیاز است.

برای بیشتر افراد، گرافیک یکپارچه مناسب است. برای پخش ویدئو، بازی های وب اصلی یا حتی ویرایش ساده عکس نیازی به تهیه کارت گرافیک نیست. فقط مطمئن شوید که پردازنده مرکزی شما در واقع یک GPU یکپارچه دارد. در غیر این صورت، ممکن است هنگامی که می خواهید آن نسخه دسک تاپ جدید را راه اندازی کنید، دردسر ساز شود.