esmaeilzadehblog

واحد پردازش گرافیکیواحد پردازش گرافیکی یا جی پی یو یک چیپ الکترونیکی است که با محاسبات بسیار زیاد، [اغلب] برای رندرینگ یا ارائه ماشینی تصاویر مورد استفاده قرار می*گیرد و با استفاده از آن*هاست که می*توانید تصویری را بر روی صفحه نمایش یا مانیتور کامپیوتر، لپتاپ، اسمارت فون و سایر گجت*های خود ببینیم.در گذشته جی پی یو ای نبود و بجای آن پردازنده مرکزی (CPU) هم تصاویر را رندر می*کرد و هم سایر اعمال کامپیوتری (اجرای برنامه*ها، محاسباتشان و ...) را انجام می*داد. از آن جایی که رندر کردن تصاویر خود به قدرت پردازشی زیادی نیاز دارد، افت شدیدی در عملکرد پردازنده مرکزی نسبت به محاسبات نرم افزاری را داشتیم.پس از آن واحدهای پردازش گرافیکی طراحی و ساخته شدند. پردازنده*های گرافیکی تقریباً مثل پردازنده*های مرکزی کار می*کنند (با سرعت کمتر ولی هسته*های زیاد - در ادامه توضیح داده شده) که بار رندرینگ و تصویر سازی چند بعدی را از روی دوش سی پی یو ها برداشته و خود، کار تولید تصاویر و انتقال آن به نمایشگر را بر عهده می*گیرند. بدین صورت قدرت پردازشی زیادی را که قبلاً سی پی یو ها انجامش می*دادند، آزاد شده و کار سی پی یو را فقط به محاسبات برنامه*ها محدود می*کنند.برای درک بهتر، یک نفر را فرض کنید که تخصصش در ریاضی بوده بر روی پروژه*ای کار می*کنند. در این پروژه هم محاسبات ریاضی و هم یک نقش باید کشیده شود. وی کمی از وقت خود را برای نقاشی کردن مصرف می*کنید و بعد سراغ محاسبات می*رود. دوباره کمی نقاشی می*کند و باز هم سراغ محاسبات می*رود و این روند به همین ترتیب ادامه پیدا می*کند.حال دو نفر را فرض کنید که یکی مثل قبل متخصص محاسبات ریاضی و دیگری یک نقاش حرفه*ای است که بر روی همان پروژه کار می*کنند. اولی به همه محاسبات ریاضی رسیدگی می*کند و به صورت همزمان، دومی اقدام به نقاشی کردن می*کند.از مهمترین تولیدکنندگان پردازنده*های گرافیکی می*توان به NVidia و ATI (بخشی از AMD) و Intel اشاره کرد. در اکثر کارت*های گرافیکی که شرکت*های دیگر تولید می*کنند، از یکی از چیپ*ها و پردازنده*های گرافیکی این سه شرکت استفاده می*کنند.خود پردازنده*های گرافیکی به دو دسته کارت گرافیک (مستقل از مادربورد و CPU) و گرافیک تعبیه شده (چسبیده به مادربورد یا CPU) تقسیم می*شوند که در ادامه به توضیح آن*ها می*پردازیم: کارت گرافیکنوعی از پردازنده*های گرافیکی، کارت گرافیک است که به آن ویدئو کارت بصورت مجزا (به اصطلاح Discrete یا Dedicated) نیز گفته می*شود، نوعی پردازنده گرافیکی است که به صورت مجزا از مادربورد، بر روی آن نصب شده و اقدام به پردازش تصاویر می*کند. کارت*های گرافیکی می*توانند بیش از یک واحد پردازش گرافیکی (GPU) داشته باشند.عملکرد کارت گرافیک در مقایسه با نوع دوم پردازشگران گرافیکی یعنی نوع تعبیه شده آن (در بند بعد توضیح داده شده) بسیار بهتر است. دلیل این عملکرد یا پرفورمنس بهتر، وجود یک حافظه موقتی از نوع RAM در داخل آن است که کاملاً اختصاصی به کارت گرافیک تعلق می*گیرد و از حافظه RAM کامپیوتر مستقل است.علاوه بر حافظه اختصاصی، کارت*های گرافیکی می*توانند از حافظه RAM اصلی کامپیوتر به عنوان حافظه اشتراک گذاشته شده نیز استفاده کنند (مثل گرافیک*های تعبیه شده). برای مثال اگر سیستم شما ۴ گیگ رم داشته باشد و حافظه اختصاصی (نه اشتراکی) کارت گرافیکی شما ۲ گیگ باشد، این ۲ گیگ بصورت کاملاً مجزا از ۴ گیگ سیستم، توسط کارت گرافیک استفاده خواهد شد.کارت*های گرافیکی چون بصورت مجزا از مادربورد عمل می*کنند، می*توان آن*ها را به راحتی و با در نظر گرفتن فاکتورهایی مشخص، آپگرید کرد. همچنین کارت*های گرافیک قابلیت*هایی نیز دارند که در مقایسه با انوع تعبیه شده، عملکرد گرافیکی را بسیار بهبود می*بخشند. از این قابلیت*ها می*توان به PhysX و ShadowPlay انویدیا arian-ese.com و بسیاری قابلیت*های دیگر اشاره کرد.این کارت*ها معمولاً از چند صد هسته با قدرت پردازشی مناسب که به صورت موازی با یکدیگر کار می*کنند تشکیل می*یابند. به همین دلیل برای اموری که نیاز به قدرت پردازشی موازی داشته باشند (مثلاً کار با الگوریتم*های رمزگذاری یا رمزنگاری کردن داده*ها، به اصطلاح کرک کردن) نیز کارت گرافیک گزینه مناسبی خواهد بود. استفاده غیر گرافیکی از این کارت*ها برای انجام محاسبات مختلف GPGPU نام دارد.کارت*های گرافیکی معایبی نیز دارند. هزینه تولید این نوع گرافیک*ها بسیار بیشتر از انواع تعبیه شده بوده و به همین دلیل قیمت نهایی برای مصرف کننده زیاد خواهد بود. برای خرید یک کارت گرافیکی ممکن است از چند صدهزار تومان تا حتی چندین میلیون تومان (برای کارت*هایی با عملکرد عالی) پول نیاز داشته باشید.علاوه برای این، ممکن است اسلات PCI-E مادربوردتان با کارت گرافیک شما متفاوت باشد یا به هر دلیل دیگری، کارت گرافیک خریداری شده با مادربوردتان سازگار نباشد. البته این مورد با کمی تحقیق درباره کارت گرافیک مورد نیاز و مدل مادربورد، مشکلی پیش نخواهد آورد.چون قدرت پردازشی کارت*های گرافیکی زیاد است، در نتیجه از انرژی الکتریکی بیشتری استفاده خواهند کرد که باعث افزایش هزینه برق و در لپتاپ*ها، باعث مصرف بیشتر باتری خواهد شد و از طرفی باعث گرم شدن بیشتر کارت گرافیک می*شود. گرمای کارت*های گرافیک را می*توان با یک سیستم خنک کننده مثل هیتسینک و فن*های تعبیه شده بر روی خود کارت گرافیک برطرف کرد با این حال این فن*ها نویز و صدای اضافی به محیط شما خواهند افزود. استفاده از سیستم*های خنک کننده بدون صدا مثل آبی خوب است ولی این سیستم*ها گران قیمت هستند.کارت*های گرافیکی مجزا علاوه بر طراحی برای مادربورد کامپیوترهای دسکتاپ، برای مادربورد لپتاپ*ها نیز بصورت ساخته می*شوند.گرافیک*های تعبیه شده (آنبورد)نوع دیگر از پردازنده*های گرافیکی، تعبیه شده [url]www.arian-ese.com[/url] یا آنبورد (Onboard) آن است که در اینگونه سیستم*ها، عمل پردازش تصویر توسط چیپ*هایی انجام می*شود که از اول بر روی مادربورد قرار گرفته اند یا توسط قسمتی از پردازنده که مخصوص پردازش گرافیکی در نظر گرفته شده، انجام می*شود. گرافیک*های تعبیه شده معمولاً فقط شامل یک واحد پردازش گرافیکی (GPU) هستند.پردازنده*های گرافیکی آنبورد حافظه رم اختصاصی نداشته و هر مقدار فضا از حافظه که نیاز داشته باشند را از RAM کامپیوتر می*گیرند. برای مثال اگر سیستم شما ۴ گیگ رم داشته باشد و گرافیک آن بورد داشته باشید، این گرافیک از ۴ گیگ حافظه رم اصلی کامپیوتر برای پردازش تصویر و ارائه خروجی استفاده خواهد کرد.به دلیل ساختار این پردازنده*های گرافیکی و این ک قدرت پردازش بالایی ندارند، انرژی الکتریکی موردنیازشان هم کم استهزینه تعبیه گرافیک*های آنبورد بر روی مادربورد یا قراردادن آن به عنوان بخشی از پردازنده برای تولیدکنندگان بسیار کمتر از کارت*های گرافیکی است به همین دلیل قیمت پردازنده*هایی که می*توانند به صورت مجزا، گرافیک را نیز پردازش کنند یا مادربوردهایی که بر روی آن*ها این نوع پردازنده*های گرافیکی قرار گرفته اند، برای کاربران عادی بسیار مناسب خواهد بود.با این حال از این پردازنده*های گرافیکی نباید انتظار زیادی داشته باشید، حداقل نه در حد کارت*های گرافیکی. چون این پردازنده*ها حافظه داخلی اختصاصی ندارند و از طرفی کم بودن نرخ سرعت پردازش و تعداد هسته*های گرافیکیشان نسبت به کارت گرافیک*ها عملکرد بسیار پایینی دارند.