GPU چیست | فرق بین GPU و CPU

GPU کوتاه شده ی عبارت  Graphics Processing Unit می باشد که معنای آن واحد پردازش گرافیکی است. Gpu  واحد پردازش گرافیک است و یک نوع تخصصی از ریز پردازنده نامیده می شود. از این سخت افزار برای نمایش گرافیک و انجام کارهای محاسباتی استفاده خواهد شد، که معمولا بهینه سازی آن به صورت های مختلفی انجام خواهد شد. این سخت افزار دارای سرعت کلاک کمتری نسبت به cpu می باشد و تعداد هسته های پردازش آن به نسبت نیز زیادتر است. ما در این مقاله قصد داریم به Gpu و تفاوت آن با CPU بپردازیم. با ما همراه باشید.

GPU چیست

gpu را می توان یک سی پی یو اختصاصی در نظر گرفت که برای هدفی خاص تعبیه شده است. حتی به منظور پخش فیلم ساده که به معنای انجام عملیات بوده  و بارها قابل تکرار است gpu می تواند بهترین عملکرد را داشته باشد. پردازنده گرافیک قابلیت اجرای هزاران هسته پردازشی را به طور همزمان دارد. هر هسته  اگرچه کندتر از هسته پردازنده مرکزی می باشد اما در عملیات های ریاضی مورد نیاز برای یک پخش فیلم قابل تنظیم است. gpu را می توان روح کامپیوتر نامگذاری کرد. gpu ها سبب رشد هوش مصنوعی در جهان می شوند و متفاوت از قطعات کامپیوتر رشد می کنند. gpu ها قادر هستند که کنسول های بازی را متحول کنند و تجربه بازی ها را به دنیای واقعی نزدیکتر می کنند. آنها که بخش مهمی از ابر رایانه های مدرن می باشند و در مراکز مهم و گسترده طرفداران زیادی دارند. این قطعه سخت افزاری در مقیاس های فوق العاده کارایی  دارد و هنوز نیز برای گیمرها از مهم ترین قطعات به شمار می آیند. اگربتوانیم cpu را به یک ابزار کاری تشبیه کنیم باید بگوییم که gpu در مقام یک چاقوی بسیار تیز عمل می کند، که نمی توان پیچ و مهره یک دستگاه را با چاقو محکم کرد و قطعا همین مورد در برش بسیاری از چیزها بهترین عملکرد را ارائه خواهد داد. پردازنده گرافیکی قادر است، که در کسری از ثانیه بسیاری از عملیات های پیچیده را انجام دهد. یک پردازنده گرافیکی از صدها هسته برای ایجاد محاسبات حساس به زمان برای هزاران پیکسل استفاده کرده و امکان نمایش گرافیک های سه بعدی پیچیده را فراهم می سازد. برای مثال یک پردازنده گرافیکی مدرن مانند Nvidia Gtx1080 که دارای 2560 می باشد، می تواند با همین تعداد هسته دستورالعمل یا عملیات را در طی کلاک ساعت انجام دهد. پردازنده ها انعطاف پذیرتر از پردازنده های گرافیکی عمل می کنند. پردازنده ها دارای مجموعه دستورالعمل های بزرگ تری هستند، بنابراین طیف گسترده ای از کارها را انجام خواهند داد. پردازنده ها با حداکثر کلاک ساعت بالاتری کار می کنند و توانایی مدیریت ورودی و خروجی همه اجزای کامپیوتر را برعهده می گیرند. cpu قابلیت سازماندهی حافظه مجازی برای یک سیستم عامل مدرن را بر عهده دارد که این مورد یقینا توسط یک پردازنده گرافیکی انجام نمی شود. از نظر معماری پردازنده مرکزی که از چند هسته با تعدادی زیادی از حافظه کش می باشد، که توانایی اداره همزمان چند رشته نرم افزار را دارد. یک پردازنده گرافیکی از صدها هسته تشکیل شده و قابلیت کنترل را به صورت همزمان دارا می باشد. پردازنده های گرافیکی می توانند محاسبات موازی را در اختیار داشته باشند و بسیار قدرتمند عمل نمایند.

تاریخچه ای از gpu

واحدهای پردازنده گرافیکی از چیپ های گرافیکی یکپارچه در آغاز دهد 80 و 90  تولید شدند. این چیپ ها محدود به پشتیبانی از biblt بوده و از شیوه طراحی قالب حمایت نخواهند کرد. برخی از gpu ها قابلیت اجرای چندین عملکرد را در فهرست نمایش دارند و نیز می توانند از DMA برای کاهش بارگذاری روی پردازنده اصلی استفاده نمایند. ازنمونه های اولیه ANTIc می باشد، که به عنوان یک کمک پردازنده در رایانه های آتاری 800 و آتاری 5200  مورد استفاده قرار می گرفتند. در اواخر دهه 80 و اوایل دهه 90 سرعت بالاتر ریز پردازنده به ابزاری محبوب برای gpu های گران قیمت مبدل گردید. چند برد گرافیکی گران قیمت برای رایانه های شخصی و ایستگاه‌های کاری کاربرد داشتند، عبارتند از ti  سری 340tms ( یک cpu 32 بیتی بهینه سازی شده برای استفاده در کارهای گرافیکی همراه با کنترلر بافر بر روی چیپ آن ) که نوعی مخصوص از gpu بوده، که برای استفاده در cad معروف می باشند.

کاربردهای gpu

در دهه 1990 زمانی که انومیدیا یا تولید کننده تراشه اقدام به ابداع نمود. gpu اصطلاحی رایج برای بخشی بود که گرافیک را روی سیستم انجام می داد. بخش گسترده ای از کارت های گرافیک Geforce از اولین موارد به شمار می رفت؛ که قابلیت استفاده از فناوری های مرتبط را داشت. برای سیستم شخصی و تجاری واحد پردازش گرافیکی gpu از مهم ترین نوع فناوری محاسباتی محسوب می شد. جی پی یو برای پردازش های موازی طراحی و در برنامه های مختلف از جمله رندر ویدیو و گرافیک مورد استفاده قرارمی گرفت. در ابتدا پردازنده های گرافیکی برای سرعت بخشی در ارائه گرافیک سه بعدی طراحی می شدند. آنها با گذشت زمان ماژورلاتر و قابل برنامه ریزی تر و بهبود بخشی شدند. برنامه نویسان گرافیک با تکنیک های پیشرفته قادر بودند، تا جلوه های بصری هیجان انگیزتری را ارائه دهند. پردازنده های گرافیکی معمولا برای ایجاد تجربه های بازی با کیفیت بالا، ایجاد رندر فوق العاده و طراحی گرافیکی واقعی کاربرد دارند. برنامه های تجاری بسیاری نیز وجود داشته، که به تراشه های گرافیکی قوی وابسته می باشند. با این وجود پردازنده های گرافیکی بیش از هر زمان دیگری قابل برنامه ریزی بوده و این ویژگی پتانسیل سرعت قابل قبولی به برنامه های متنوع که از رند گرافیکی معمولی استفاده می کنند، را می دهد.

نحوه عملکرد gpu به چه صورت است

کارکرد جی پی یو به سی پی یو شباهت دارد و هدف آن به کارگیری محاسبات پیچیده ریاضی و هندسی مناسب برای ساز و کار رندرینگ می باشد. تصاویری که روی مانیتور نمایش داده می شوند، از نقاط ریزی به نام پیکسل متشکل می شود. در حالت رایج و در صورتی که صفحه نمایش دارای بیش ترین رزولوشن باشد یک میلیون پیکسل در صفحه وجود خواهد داشت، که به هنگام نمایش تصویر ازآن بهره مند می شود. اما کامپیوتر برای این که بداند هرپیکسل چه کاری را مد نظر دارد نیاز به قطعه ای داشته که بتواند زبان کامپیوتر را ترجمه کند و داده ها باینری گرفته شده از سی پی یو را تبدیل به تصویر کند. اگر مادربرد دارای قابلیت گرافیک نباشد کارت گرافیک این کار را انجام خواهد داد.

تفاوت پردازنده ی گرافیکی و کارت گرافیک

Cpu به عنوان واحد پردازش مرکزی که مغز کامپیوتر نام دارد. به طور کلی این مغز به وسیله ی بخش دیگری از کامپیوتر ارتقا یافته، که این بخش gpu واحد پردازش گرافیکی یا روح کامپیوتر به حساب می آید. تمام رایانه های شخصی دارای تراشه هایی بوده، که قابلیت نمایش تصاویر را روی صفحه مانیتور دارند. همه‌ی این تراشه ها یکسان نمی باشند. به عنوان نمونه کنترلر گرافیک یکپارچه اینتل ، قابلیت های گرافیکی پایه را فراهم خواهند کرد، که می تواند برنامه های کاربردی مانند پایورپوینت مایکروسافت و تصاویری با تفکیک پذیری کم و بازی ساده را مورد نمایش قرار خواهند داد. Gpu  فراتر از توابع کنترل گرافیکی ساده عمل کرده است و به عنوان یک پردازنده قدرتمند و مستقل برنامه پذیر محاسباتی بحساب می‌آید.

تفاوت cpu و gpu‏

Cpu  توانایی مدیریت عملیات پردازشی یک دستگاه را دارد. به بیانی دیگر به عنوان مغز کامپیوتر در نظر گرفته می شود .  gpu می تواند هر آنچه که در نمایشگر قابل مشاهده است را پردازش کند. cpu در تمام دستگاه ها به صورت یک پردازنده مجزا طراحی شده و به طور مستقل فعالیت خواهد کرد. اما gpu در برخی از دستگاه ها یک پردازنده مجزا می باشد، که در برخی از دستگاه‌های دیگر در سی پی یو ادغام می شود و بخشی از آن می باشد.

جمع بندی

اگرچه استفاده ازgpu  مزایای بسیاری نسبت به سی پی یو را شامل می شود؛ اما کاربرد جی پی یو  به عنوان پردازنده مرکزی امکان پذیر نمی باشد. این پردازنده فعالیت های پردازشی را به صورت همزمان انجام خواهد داد. با این حال بیشتر کارهای محاسباتی که ارتباطی با پردازش گرافیکی نداشته اند، به پردازنده مرکزی کامپیوتراختاص داده می شوند. این وظایف شامل اجرای یک سیستم عامل، اجرای پس زمینه مانند دیسکورد؛ مرورگرهای وب، دانلود و غیره می باشد. هر یارانه شخصی به سی پی یو نیاز خواهد داشته اما همه از gpu استفاده نخواهند کرد. یک کارت گرافیک قدرتمند در یک بازی بیشتر مورد توجه کاربران است، اما یک cpu در سر تاسر کارهای معمولی مورد توجه قرار می گیرد. هنوز پیشرفت فناوری در زمینه کارت گرافیک ادامه دارد و این موضوع امروزه سریع تر جریان دارد. در یک جمع بدی کلی می توان گفت که gpu باید چند برابر بیشتر از cpu ارتقا و به روزرسانی شود. پردازنده ها و پردازنده های گرافیکی اهداف تقریبا شبیه دارند، اما برای کارهای محاسباتی مختلفی بهینه سازی می شوند. یک کامپیوتر کارآمد برای انجام عملکرد به طور صحیح به هر دوی آنها احتیاج پیدا می کند.

امیدوارم از این مقاله لذت برده باشید. ممنون که تا پایان این مقاله همراه ما بودید، منتظر سوالات و نظرات شما دوستان عزیز هستیم.

برای خرید محصولات و دیدن سایت ما از اینجا اقدام کنید.

برای عضویت در کانال تلگرام  دوبرکا  از اینجا اقدام کنید.

برای دنبال کردن پیج اینستاگرام سرور دوبرکا از اینجا اقدام کنید.

برای دنبال کردن پیج اینستاگرام دوربین مداربسته دوبرکا از اینجا اقدام کنید.