Сегодня этот вопрос стал менее важным: Предприимчивые китайцы изобрели майнеры — устройства, которые не имеют графического чипа, но добывают даже лучше, чем видеокарты.
GPU — это не видеокарта
То, что многие не знают, — это сочетание букв, обозначающее понятие «графический процессор», что на нашем языке означает графический процессор. Он отвечает за рендеринг изображения на вашем оборудовании, и чем лучше он работает, тем лучше будет изображение.
Вы всегда думали, что эти функции выполняет видеокарта? Вы, конечно, правы, но это сложное устройство, основным компонентом которого является графический процессор. Он может существовать независимо от видеокарты. Об этом мы поговорим позже.
Что такое GPU и в чём разница с CPU?
Несмотря на схожесть аббревиатур, не стоит путать предмет нашего обсуждения с центральным процессором (CPU). Да, они похожи, как по названию, так и по функциям. Последний также может рендерить графику, хотя в этом случае он слабее. Однако это совершенно разные устройства.
Они различаются по своей архитектуре. Центральный процессор — это многоцелевое устройство, которое отвечает за все процессы в компьютере. Для этого ему нужно всего несколько ядер, на которых он обрабатывает одну задачу за другой.
Графический процессор (GPU), с другой стороны, изначально разрабатывался как специальное устройство для рендеринга графики, обработки текстур и сложных изображений на высокой скорости. Для этого он оснащен многопоточной структурой и несколькими ядрами для одновременной, а не последовательной обработки больших объемов информации.
Учитывая это преимущество, ведущие производители видеокарт выпустили модели, в которых графические процессоры могут стать улучшенной заменой центральным процессорам. У бренда nVidia такое устройство называется GTX 10xx, а у его главного конкурента AMD — RX.
Виды графических процев
Чтобы сориентироваться на рынке GPU, ознакомьтесь с различными типами этого устройства:
- Дискретный. Он является частью видеоадаптера. Он подключается к материнской плате через специальный слот (обычно PCIe или AGP) и имеет собственную оперативную память. Вы требовательный геймер или работаете со сложными графическими процессорами? Выберите дискретную модель.
- Интегрированный (IGP): в прошлом он был прикреплен к материнской плате, сегодня он интегрирован в процессор. Первоначально он не подходил для реалистичных игр и тяжелых графических программ, но новые модели справляются с этими задачами. Обратите внимание, однако, что эти микросхемы работают несколько медленнее, поскольку они не имеют собственной рабочей памяти, а обращаются к памяти процессора.
- Гибридная обработка графики. Это графический процессор 2-в-1, то есть на компьютере установлен и первый, и второй тип GPU. В зависимости от задачи включается либо одно, либо другое. Однако есть ноутбуки, которые могут работать с двумя типами одновременно.
- Внешний тип. Как нетрудно догадаться, это графический процессор, расположенный на внешней стороне компьютера. Чаще всего эту модель выбирают владельцы ноутбуков, которым сложно придерживаться дискретной видеокарты, но все же хочется иметь достойную видеокарту.
Учитывая это преимущество, ведущие производители видеокарт выпустили модели, в которых графические процессоры могут стать улучшенной заменой центральным процессорам. У бренда nVidia такое устройство называется GTX 10xx, а у его главного конкурента AMD — RX.
Что такое графический процессор
Графический процессор (GPU) — это компонент компьютера, игровой консоли, планшета или смартфона, который используется для рендеринга графики, то есть преобразования кода в изображение, в основном в 3D. Массовое использование таких устройств началось в 2000 году.
До этого и разработчики, и пользователи довольствовались возможностями центрального процессора: игры и программы были слишком примитивны, чтобы использовать дополнительный компонент. Для создания некоторых пикселей, таких как первые игры и графические процессоры, не требовалось большой вычислительной мощности.
С появлением 3D-графики и первых игр в этом формате ситуация изменилась. Оказалось, что процессор, который прекрасно справлялся с арифметическими операциями, также не примитивно обрабатывал низкополигональную графику, начиная «захлебываться».
Дальнейшее развитие в этом направлении привело к созданию современной видеокарты, в которой используется графический процессор (GPU) — очень мощное устройство, прекрасно справляющееся с поставленной задачей. Неудивительно: cutscenes современных ААА-игр едва ли можно отличить от 3D-анимации.
Технические особенности GPU
По сравнению с CPU, GPU имеет меньший набор команд (который намеренно ограничен) и немного другую архитектуру, предназначенную для обработки текстур и 3D-объектов.
GPU изначально разрабатывался как многопоточный и многоядерный, что способствует его высокой производительности. В то время как CPU выполняет последовательные арифметические вычисления, GPU предназначен для одновременной обработки нескольких объектов, то есть для массивных параллельных вычислений.2 По технической реализации GPU делятся на интегрированные, которые устанавливаются на чип вместе с CPU, и дискретные, которые являются частью видеокарты вместе с видеопамятью и некоторыми другими компонентами.
Если сравнивать вычислительную мощность, то последние являются более мощными. Встраиваемые системы обычно представляют собой графические ускорители начального уровня, которые можно использовать для простых вычислений.
Конкуренция между различными брендами привела к тому, что сегодня на рынке есть только 2 компании, производящие графические чипы для видеокарт — Nvidia и AMD. Последняя поглотила ATI, ранее независимого производителя графических чипов Radeon.
Вопрос о том, какой бренд лучше, на мой взгляд, некорректен: такое сравнение — одна из тем для «священных войн», которые ведутся в интернете вокруг «железа» уже несколько десятилетий. У всех есть удачные и менее удачные модели, и если вы покупаете видеокарту, вам стоит обратить внимание на конкретную модель.
Для рядового пользователя конкуренция между этими двумя «китами» означает лишь их бескомпромиссную борьбу — в охоте за деньгами потенциального покупателя каждый из них пытается разработать GPU с лучшими характеристиками, который стоит дешевле «заклятого врага».
А появление новых моделей автоматически означает, что старые модели становятся дешевле.
Зачем и где используется GPU
Если вы хоть что-то знаете о компьютерах, первое, что приходит на ум, — это видеоигры. Это действительно так: киберспорт — это индустрия, где видеокарты реализуют весь свой потенциал. Сегодня трудно представить себе «серьезную» игру, не реализованную в 3D; большинство игр в чем-то похожи: действие происходит в трехмерном мире от первого или третьего лица, и все должно быть отрисовано видеокартой. Игры других жанров, использующие изометрическое изображение, например, стратегические игры или MOBA, уже давно используют те же 3D-модели.
Однако видеоигры — не единственная отрасль, где требуются графические процессоры. Рассмотрим недавний ажиотаж вокруг майнинга криптовалют, особенно биткоина, и последующее массовое распространение видеокарт, ранее использовавшихся для майнинга.
Сегодня с этим покончено: трудолюбивые китайцы изобрели майнеры — устройства, не имеющие графического чипа, но добывающие даже лучше, чем видеокарты.
Кроме того, видеокарта используется для редактирования изображений — будь то просмотр видео на YouTube или редактирование фотографий в Photoshop. Если GPU не хватает мощности, выполнение приложений с интенсивными вычислениями может стать проблемой.
Следите за моими обновлениями в социальных сетях. До скорой встречи!
GPU также используются в центрах обработки данных для обеспечения облачных игр, потокового видео и кодирования видео. Они также могут использоваться для добычи биткоинов, хотя такие компании, как Nvidia, недавно попытались предотвратить такое использование в графических процессорах GeForce.
В чем разница между CPU и GPU?
Графический процессор может выполнять лишь малую часть многих функций центрального процессора, но он может делать это с невероятной скоростью. GPU использует сотни ядер для вычислений в реальном времени и отображения тысяч пикселей на экране. Это позволяет плавно выполнять сложные графические игры.
Например, современный графический процессор Nvidia 1080 GTX Nvidia имеет 2 560 шейдерных ядер. При таком количестве ядер он может выполнять 2 560 инструкций за тактовый цикл. Процессор Intel Core i5 с четырьмя ядрами может выполнять только четыре инструкции за тактовый цикл. Мы опубликовали статью о том, сколько ядер необходимо процессору для обычного и игрового компьютера.
Однако CPU более гибкие, чем GPU. Процессоры имеют больший набор инструкций, поэтому они могут решать более широкий круг задач. Процессоры работают на более высоких максимальных частотах и могут управлять вводом и выводом всех компонентов компьютера. Процессоры способны управлять виртуальной памятью, необходимой современным операционным системам, а графические процессоры — нет.
Немного об вычислениях на GPU
Хотя графические процессоры лучше всего подходят для работы с видео, технически они могут делать больше. Обработка графических данных — это лишь один из видов повторяющейся и высокопараллельной работы. Другие задачи, такие как майнинг биткоинов или перебор паролей, опираются на те же типы больших массивов данных и математических операций. По этой причине многие люди используют GPU для «неграфических» целей.
CPU и GPU имеют схожее назначение, но оптимизированы для разных вычислительных задач. В этом заключается разница между центральными и графическими процессорами. Для правильного и эффективного функционирования компьютер должен иметь оба типа микропроцессоров.
Если вы обнаружили ошибку, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter .
