کارت گرافیک و 2 نوع اصلی آن

مقدمه

کارت گرافیک یکی از اصلیترین قطعات مورد نیاز در سیستم های رایانه ای است که روند کار با رایانه را کامل، آسان و لذتبخش می کند. اما آیا پرازنده های گرافیکی چه مقدار می تواند کارآمد باشد، نمونه های آن چگونه شناخته می شوند و چه خدماتی از طریق این سخت افزار می توان دریافت کرد، مواردی است که در ادامه با آنها آشنا می شویم. بنابراین با استوک خلیج همراه باشید و این قطعه را بیشتر و دقیقتر بشناسید.

کارت گرافیک چیست؟

کارت گرافیک یا واحد پردازش گرافیکی (GPU) یک تراشه کامپیوتری است که با انجام محاسبات سریع ریاضی، گرافیک و تصاویر را ارائه می کند. پردازنده‌های گرافیکی هم برای محاسبات حرفه‌ای و هم برای محاسبات شخصی استفاده می‌شوند. در ابتدا، پردازنده‌های گرافیکی وظیفه رندر کردن تصاویر، انیمیشن‌ها و ویدیوهای دو بعدی و سه بعدی را بر عهده داشتند، اما در حال حاضر طیف استفاده گسترده‌تری از آن‌ها وجود دارد.

مانند واحد پردازش مرکزی (CPU)، کارت گرافیک نیز یک جزء تراشه در دستگاه های محاسباتی است. با این حال، یک تفاوت مهم این است که GPU به طور خاص برای مدیریت و سرعت بخشیدن به بارهای گرافیکی و نمایش محتوای گرافیکی در دستگاهی مانند رایانه شخصی یا تلفن هوشمند طراحی شده است.

کارت گرافیک چه کاری انجام می دهد؟

یک دستگاه الکترونیکی با یک GPU تعبیه شده یا مجزا می تواند گرافیک سه بعدی و محتوای ویدیویی را ارائه و آن را برای بازی و سایر برنامه های بصری مناسب کند. با گذشت زمان، پیشرفت‌های فناوری منجر به کارت های گرافیکی انعطاف‌پذیرتر و قابل برنامه‌ریزی شده‌اند که می‌توانند برای برنامه‌ها و حجم‌های کاری بسیار بیشتری به غیر از بازی استفاده شوند. پردازنده‌های گرافیکی اکنون برای تولید محتوای خلاقانه، ویرایش ویدیو، محاسبات با کارایی بالا (HPC) و هوش مصنوعی (AI) استفاده می‌شوند.

در روزهای اولیه محاسبات، CPU محاسبات مورد نیاز برای برنامه های گرافیکی، مانند رندر کردن تصاویر دو بعدی و سه بعدی، انیمیشن ها و ویدئو را انجام می داد. با توسعه برنامه‌های گرافیکی فشرده‌تر، خواسته‌های آنها بر CPU فشار وارد کرد و عملکرد کلی رایانه را کاهش داد. GPU ها به عنوان راهی برای تخلیه آن وظایف از CPU برای برنامه های گرافیکی توسعه داده شدند. یک GPU محاسبات مربوط به گرافیک را خیلی سریع و به صورت موازی انجام می دهد تا امکان ارائه سریع و روان محتوا را روی صفحه کامپیوتر فراهم کند. از آنجایی که GPU محاسبات را انجام می دهد، CPU آزاد است تا هر چیز دیگری را که به برنامه گرافیکی مرتبط نیست مدیریت کند.

کارت گرافیک چگونه کار می کند؟

پردازنده‌های گرافیکی با استفاده از روشی به نام پردازش موازی کار می‌کنند، که در آن چندین پردازنده بخش‌های جداگانه‌ای از یک کار واحد را مدیریت می‌کنند. کارت گرافیک همچنین دارای رم مخصوص به خود برای ذخیره داده هایی است که در حال پردازش است. این رم به طور خاص برای نگهداری مقادیر زیادی از اطلاعات وارد شده به GPU برای موارد استفاده از گرافیک بسیار فشرده طراحی شده است. ضمنا برای برنامه های گرافیکی، CPU دستورالعمل هایی را برای ترسیم محتوای گرافیکی روی صفحه به GPU ارسال می کند. GPU دستورالعمل ها را به صورت موازی و با سرعت بالا برای نمایش محتوا در دستگاه اجرا می کند – فرآیندی که به عنوان خط لوله گرافیکی یا رندر شناخته می شود.

موارد استفاده از کارت گرافیک

پردازنده‌های گرافیکی به‌طور گسترده برای بازی‌های رایانه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند و امکان ارائه گرافیکی روان و باکیفیت را فراهم می‌کنند. پردازنده‌های گرافیکی مدرن نیز نسبت به کارهایی که در ابتدا برای آن‌ها طراحی شده بودند، با طیف وسیع‌تری از وظایف سازگار هستند، تا حدی به این دلیل که نسبت به گذشته قابل برنامه‌ریزی‌تر هستند. به همین دلیل است که امروزه از کارت گرافیک ها برای تسریع بارهای کاری هوش مصنوعی و یادگیری ماشین (ML) نیز استفاده می شود. برخی از موارد استفاده از این سخت افزار به شرح زیر است:

• تسریع در ارائه برنامه های گرافیکی دو بعدی و سه بعدی بلادرنگ.
• ویرایش ویدئو و تولید محتوای ویدئویی.
• گرافیک بازی های ویدیویی.
• تسریع برنامه های ML مانند تشخیص تصویر و تشخیص چهره.
• آموزش شبکه های عصبی یادگیری عمیق

البته در سال‌های اخیر، پردازنده‌های گرافیکی برای استخراج بیت‌کوین و سایر ارزهای دیجیتال مانند اتریوم نیز مورد استفاده قرار گرفته‌اند. پردازنده‌های گرافیکی می‌توانند محاسبات ریاضی موازی و پرسرعت مورد نیاز برای استخراج کریپتو را انجام دهند – کاری که لپ‌تاپ‌های معمولی با پردازنده‌های مرکزی معمولی نمی‌توانند انجام دهند.

انواع کارت گرافیک

به طور کلی دو نوع کارت گرافیک وجود دارد:

1. کارت گرافیک یکپارچه

پردازنده های گرافیکی یکپارچه (آنبرد)، یک GPU یکپارچه در مادربرد کامپیوتر تعبیه شده است. همچنین می تواند با CPU یکپارچه شود. سیستم‌های دارای پردازنده‌های گرافیکی یکپارچه معمولاً کوچک و سبک هستند، زیرا فضای کمتری برای گنجاندن GPU مورد نیاز است. یکپارچه سازی GPU مصرف برق سیستم را کاهش می دهد. در بسیاری از موارد هزینه دستگاه را نیز کاهش می دهد. گفته می شود، یک رایانه لپ تاپ با یک GPU یکپارچه اغلب قابل ارتقا نیست، بنابراین اگر گرافیک نیاز به تغییر داشته باشد، ممکن است نیاز به سرمایه گذاری در یک دستگاه کاملاً جدید داشته باشد.

امروزه، لپ‌تاپ‌های گیمینگ در دسترس هستند که با سیستم مورد نیاز بازی‌های مدرن، از جمله نوع و سرعت GPU مطابقت دارند. این لپ‌تاپ‌ها به راحتی گرافیک انواع بازی‌ها را ارائه می‌کنند و تجربه بازی گیمرها را افزایش می‌دهند. استوک خلیج در این حوزه یکی از پیشگامان ارائه انواع لپ تاپ های استوک با بهترین قیمت و حتی گارانتی است. بنابراین در صورت نیاز به لپتاپی با گرافیک بالا می توانید با متخصصین ما در این حوزه تماس حاصل نمایید.

2. کارت گرافیک مجزا

پردازنده های گرافیکی مجزا یا گسسته و یا اختصاصی را می توان روی یک برد مدار جداگانه نصب کرد. معمولاً به شکل یک کارت گرافیک قابل جابجایی با قابلیت های قدرتمند برای برنامه های کاربردی با منابع فشرده و با کارایی بالا مانند بازی های سه بعدی وجود دارد. کارت گرافیک مجزا، قدرت پردازش بیشتری را به رایانه اضافه می کند و می تواند با تغییر نیازهای کاربر ارتقا یابد. با این حال، انرژی بیشتری نسبت به کارت گرافیک یکپارچه مصرف می کند. همچنین گرمای قابل توجهی تولید می کند و احتمالاً برای کاهش گرما و به حداکثر رساندن عملکرد GPU – و لپ تاپ – به خنک کننده اختصاصی نیاز دارد.

کارت گرافیکی ابری چیست؟

در سال‌های اخیر، پردازنده‌های گرافیکی ابری به عنوان جایگزینی برای استقرار پردازنده‌های گرافیکی سنتی ظهور کرده‌اند. پردازنده گرافیکی ابری برای شرکت هایی مناسب است که به قدرت محاسباتی زیادی نیاز دارند یا نیاز به کار با یادگیری ماشینی یا تجسم های سه بعدی دارند. CPU GPU در واقع سرویس گرافیکی مبتنی بر ابر یا GPU مجازی است که نیاز به استقرار GPU یا سخت‌افزار و نرم‌افزار مرتبط در یک دستگاه محلی را برطرف می‌کند. پردازنده‌های گرافیکی در فضای ابری می‌تواند از مزایای آزادسازی منابع محلی، صرفه‌جویی در زمان و هزینه و ارائه مقیاس‌پذیری بیشتر برخوردار باشد. کاربران می توانند بین طیف وسیعی از انواع GPU انتخاب کنند و در عین حال بر اساس نیازهای خود عملکرد انعطاف پذیری کسب کنند.

علاوه بر این، کاربران می‌توانند از طریق مرورگر وب برای طیف گسترده‌ای از برنامه‌ها، از جمله رندر سه بعدی، آموزش مدل‌های ML، بازی، تصویربرداری پزشکی، مدیریت ریسک مالی، هوش مصنوعی، HPC و تجزیه و تحلیل داده‌ها، به پردازنده‌های گرافیکی ابری در صورت درخواست از مرورگر وب دسترسی داشته باشند. بسیاری از ارائه دهندگان خدمات ابری، از جمله گوگل، پردازنده های گرافیکی ابری را ارائه می دهند. Google Cloud پردازنده‌های گرافیکی با کارایی بالا را برای بسیاری از برنامه‌ها ارائه می‌کند. طیف وسیعی از انواع GPU موجود است که برای انواع حجم کاری، بودجه و الزامات عملکرد مناسب است.

GPU در مقابل CPU

GPU ممکن است در یک مدار الکترونیکی یکپارچه با یک CPU پیدا شود – روی کارت گرافیک یا در مادربرد رایانه شخصی یا سرور. پردازنده‌های گرافیکی و پردازنده‌های مرکزی از نظر ساخت تقریباً مشابه هستند. با این حال، پردازنده‌های مرکزی برای پاسخ‌گویی و پردازش دستورالعمل‌های اساسی که یک رایانه را هدایت می‌کنند، استفاده می‌شوند و پردازنده‌های گرافیکی به‌طور خاص برای ارائه سریع تصاویر و ویدیوهای با وضوح بالا طراحی شده‌اند. اساساً، CPU ها مسئول تفسیر بیشتر دستورات کامپیوتر است و GPU ها محاسبات ریاضی و هندسی پیچیده تری را برای تمرکز بر رندر گرافیکی و سایر برنامه هایی که نیاز به محاسبات فشرده دارند، انجام می دهند.

البته هر دو پردازنده با تعداد هسته و ترانزیستور متفاوت در دسترس هستند. هسته را می توان پردازنده درون پردازنده در نظر گرفت. هر هسته می تواند وظایف یا رشته های خود را پردازش کند. یک CPU از هسته های کمتری استفاده می کند و وظایف را به صورت متوالی انجام می دهد. در مقابل، یک GPU ممکن است صدها یا هزاران هسته داشته باشد که امکان پردازش موازی و خروجی گرافیکی سریع را فراهم می کند.

یک CPU تک هسته ای معمولاً توانایی پردازش موازی را ندارد، اما پردازنده های چند هسته ای می توانند با ترکیب بیش از یک CPU روی یک تراشه، محاسبات را به صورت موازی انجام دهند. GPU ها همچنین می توانند ترانزیستورهای بیشتری نسبت به CPU داشته باشند. علاوه بر این، یک CPU سرعت کلاک بالاتری دارد، به این معنی که می تواند یک محاسبات فردی را سریعتر از یک GPU انجام دهد، بنابراین اغلب برای انجام وظایف محاسباتی اولیه مجهزتر است. اگرچه CPUها به طور مشابه ساخته شده اند، اما CPU ها دستورات اولیه رایانه را پردازش می کنند، در حالی که GPU ها به سرعت تصاویر و ویدیوهای با وضوح بالا را ارائه می دهند.

آیا پردازنده گرافیکی و کارت گرافیک یکی هستند؟

GPU و کارت گرافیک دو اصطلاحی هستند که گاهی اوقات به جای هم استفاده می شوند. با این حال، تفاوت های مهمی بین این دو وجود دارد. تفاوت اصلی این است که GPU یک واحد خاص در یک کارت گرافیک است. GPU چیزی است که پردازش تصویر و گرافیک را انجام می دهد. کارت گرافیک چیزی است که تصاویر را به واحد نمایش نمایش می دهد.

جمع بندی

انتخاب کارت گرافیک مناسب و متناسب برای هر فرد می تواند در روند کاری تاثیر بسازیی داشته باشد. بنابراین برای تهیه آن بهتر است با فردی متخصص مشورت بگیرید تا قبل از هزینه کردن، بدانید برای چه موردی چه قطعه ای لازم دارید. شایان ذکر است که مشاوران ما در استوک خلیج نیز می توانند در این راستا به شما کمک کنند که در صورت نیاز زیر همین مطلب کامنت بگذارید و جواب خود را در اسرع وقت دریافت کنید.