GPU یا واحد پردازش گرافیکی^{(Graphical Processing Unit)} یک ریزتراشه اختصاصی است که برای انجام وظایف مربوط به گرافیک با سرعتی بسیار بیشتر از یک CPU یا واحد پردازش مرکزی^{(Central Processing Unit)} طراحی شده است. 

به طور کلی، پردازنده‌های گرافیکی^(GPUs) جنبه بصری بازی‌های ویدیویی و همچنین نرم‌افزار ویرایش ویدیو، طراحی گرافیک، طراحی سه بعدی و سایر ابزارهای مشابه را انجام می‌دهند. اخیراً از پردازنده‌های گرافیکی^(GPUs) برای انجام برخی کارهای غیر گرافیکی مانند استخراج ارز دیجیتال استفاده شده است که با طراحی داخلی منحصر به فرد خود به خوبی کار می‌کند.

تفاوت بین ^{(Difference Between)}GPU و CPU _

هر کامپیوتر، چه لپ تاپ، تبلت یا کنسول بازی، دارای یک CPU است. CPU مغز دستگاه است. وقتی نرم افزاری را روی دستگاه خود اجرا می کنید، این CPU است که دستورالعمل ها را دنبال می کند و تمام محاسبات لازم را انجام می دهد. البته، هر ریزتراشه دستورالعمل‌ها را اجرا می‌کند، پس چه چیزی یک CPU را خاص می‌کند؟ 

اکثر CPU های مدرن دارای چهار هسته CPU هستند^{(CPU cores)} ، اگرچه این تعداد به سرعت در حال افزایش است. تعداد محاسباتی که یک CPU می تواند همزمان انجام دهد به تعداد هسته ها محدود می شود. اما یک CPU در انجام تعداد کمی از محاسبات پیچیده از هر نوع، بسیار سریع، یکی پس از دیگری بسیار خوب است.

با این حال، پردازنده‌های گرافیکی^(GPUs) مدرن، فلسفه طراحی بسیار متفاوتی دارند. به جای تعداد کمی از هسته های پردازشی پیچیده و کامل، آنها صدها یا هزاران هسته پردازشی ساده دارند که برای اجرای موازی دستورالعمل ها، مخصوصاً مربوط به گرافیک، طراحی شده اند. 

به عنوان مثال، دستورالعملی برای سایه زدن یک پیکسل در تصویر به روشی خاص. نمایشگرهای کامپیوترهای مدرن^(Modern) میلیون ها پیکسل دارند. برای ارائه و متحرک سازی گرافیک های سه بعدی واقع گرایانه با نرخ فریم صاف به این قدرت پردازش موازی عظیم نیاز دارد. بنابراین اگر می خواهید تعداد زیادی دستورات ساده را همزمان پردازش کنید، یک GPU می خواهید .

آیا پردازنده‌های گرافیکی^{(Are GPUs)} و کارت‌های گرافیک^{(Graphics Cards)} یکسان هستند^{(Same Thing)} ؟

استفاده از اصطلاحات " GPU " و "کارت گرافیک" به جای یکدیگر رایج شده است. که^(Which) منجر به موقعیت‌هایی می‌شود که کسی می‌گوید رایانه‌شان GPU^(GPU) ندارد، اما منظور آنها واقعاً این است که رایانه کارت گرافیک ندارد.

GPU چیست ؟ GPU به طور خاص به خود ریزپردازنده اشاره دارد، اما البته یک GPU به تنهایی نمی تواند کار کند. برای انجام کار خود به اجزای دیگری نیاز دارد. بنابراین بیایید به روش های مختلف بسته بندی GPU ها بپردازیم.^(GPUs)

کارت های گرافیک

کارت گرافیک یک دستگاه مجزا است که به یک اسلات استاندارد روی مادربرد رایانه شما متصل می شود. از برد مدار چاپی، پردازنده گرافیکی^(GPU) ، حافظه، کانکتورهای نمایشگر، کانکتورهای برق و سایر اجزای مختلف مورد نیاز GPU تشکیل شده است.

کارت‌های گرافیک همچنین دارای سیستم‌های خنک‌کننده اختصاصی هستند که به نگه داشتن GPU در دمای عملیاتی ایمن کمک می‌کنند. مزیت اصلی کارت‌های گرافیک این است که می‌توان آن‌ها را به راحتی با مدل‌های جدیدتر بدون نیاز به تعویض کل کامپیوتر یا مادربرد جایگزین کرد.

پردازنده های گرافیکی یکپارچه

پردازنده‌های گرافیکی^(GPUs) یکپارچه در همان محفظه‌های یک CPU تعبیه^(CPU) شده‌اند . بنابراین کامپیوتر مجهز به یکی از اینها برای کار کردن نیازی به کارت گرافیک جداگانه ندارد. کانکتورهای نمایشگر^(Display) توسط مادربرد ارائه می شوند و GPU دارای حافظه مشابهی با CPU است. البته CPU و GPU نیز سیستم خنک کننده و منبع تغذیه یکسانی دارند. 

پردازنده‌های گرافیکی^(GPUs) مجتمع این روزها بسیار قدرتمند هستند و حتی می‌توان از برخی از آن‌ها برای گرافیک متوسط ​​بازی‌های ویدیویی استفاده کرد، اما مزیت اصلی آن‌ها صرفه‌جویی در هزینه و فضا است. به همین^(Which) دلیل است که آنها یک راه حل محبوب در بسیاری از لپ تاپ ها هستند.

تبلت‌ها و تلفن‌های هوشمند نیز دارای پردازنده‌های گرافیکی^(GPUs) یکپارچه هستند ، اما اینها بخشی از یک بسته «سیستم روی تراشه» هستند. در رایانه‌ها، فقط CPU و GPU یک بسته را به اشتراک می‌گذارند. در مورد SoC^(SoCs) ها، RAM ، حافظه، کنترل‌کننده‌های جانبی و سایر اجزایی که کل سیستم را تشکیل می‌دهند، همگی روی یک بسته سیلیکونی قرار دارند.

پردازنده های گرافیکی اختصاصی

یک GPU اختصاصی از یک کارت گرافیک و GPUهای^(GPUs) مجتمع متمایز است . ساده‌ترین کار این است که آن را به عنوان یک کارت گرافیکی که در رایانه تعبیه شده است در نظر بگیرید. لپ تاپ ها اصلی ترین دستگاه هایی هستند که از پردازنده های گرافیکی^(GPUs) اختصاصی استفاده می کنند .

درست مانند کارت گرافیک، GPU حافظه و خنک کننده خاص خود را دارد، اما برخلاف کارت گرافیک، نمی توانید GPU اختصاصی خود را تغییر دهید یا ارتقا دهید . تعداد کمی از لپ‌تاپ‌ها از ماژول‌های GPU قابل تعویض استفاده می‌کنند ، اما این یک استثنای نادر است.

کارت های گرافیک خارجی

توسعه اخیر، کارت‌های گرافیک خارجی، از پورت‌های پرسرعت در رایانه‌های مدرن استفاده می‌کنند. Thunderbolt 3 از طریق USB C^{(Thunderbolt 3 over USB C)} راه حل انتخابی است. کارت‌های خارجی می‌توانند یک راه‌حل یکپارچه یا به سادگی یک محفظه باشند که می‌توانید با هر کارت گرافیکی مناسب استفاده کنید.

این یک راه‌حل خوب برای کاربران لپ‌تاپ است که می‌خواهند یک راه‌حل GPU^(GPU) قدرتمندتر هنگام پشت میز کار داشته باشند. می توانید در مقاله ما درباره پردازنده های گرافیکی خارجی^{(external GPUs)} بیشتر بخوانید .

آشنایی با مشخصات پردازنده گرافیکی

اگر می خواهید بدانید که چگونه بین کارت های گرافیک مختلف یکی را انتخاب کنید، برای توضیح دقیق مشخصات GPU به ^(GPU)راهنمای خرید کارت گرافیک^{(graphics card buyer’s guide)} ما نگاهی بیندازید . اگر فقط می‌خواهید خلاصه‌ای سریع داشته باشید، در اینجا اعداد کلیدی مهم در مورد پردازنده‌های گرافیکی^(GPU) آورده شده است :

• تعداد پردازنده ها
• مقدار حافظه
• کل پهنای باند حافظه
• ویژگی های خاص، مانند ردیابی پرتوهای سخت افزاری

متأسفانه دانستن این اعداد یا جزئیات چیز زیادی در مورد عملکرد یک GPU یا کارت گرافیک معین به شما نمی گوید. در پایان آنچه که بیش از همه مهم است عملکرد برنامه‌هایی است که می‌خواهید اجرا کنید، که می‌توانید به راحتی آن‌ها را در بنچمارک‌های منتشر شده آنلاین پیدا کنید.

وظایف محاسباتی GPU عمومی

آخرین چیزی که باید در مورد پردازنده های گرافیکی^(GPUs) مدرن بدانید این است که می توان از آنها برای کارهای غیر گرافیکی خاصی استفاده کرد. از آنجایی که پردازنده‌های گرافیکی^(GPUs) اساساً از تعداد انبوهی از پردازنده‌های ساده تشکیل شده‌اند، هر کاری که نیاز به محاسبات زیاد به صورت موازی داشته باشد، ممکن است از اجرای بر روی یک GPU سودمند باشد.

برای مثال، کارت‌های برند انویدیا^(Nvidia) با دستورالعمل‌های CUDA ( معماری دستگاه واحد محاسبه ) کار می‌کنند. ^{(Compute Unified Device Architecture)}می توانید با استفاده از CUDA نرم افزار بنویسید تا از طراحی منحصر به فرد GPU برای سرعت بخشیدن به انواع خاصی از محاسبات استفاده کند.

همچنین OpenCL وجود دارد که به کارت خاصی متصل نیست. پردازنده‌های گرافیکی^(GPUs) برای تجزیه و تحلیل داده‌های بزرگ، یادگیری ماشین، یادگیری عمیق، استخراج ارزهای دیجیتال و لیستی از مشاغل پیشرفته که در گذشته به ابررایانه‌ها نیاز داشتند، استفاده می‌شوند.

حالا به خوبی میبینم

اینها مهمترین حقایقی هستند که باید در مورد GPU^(GPUs) ها بدانید. اکنون می‌دانید که آنها چه هستند، برای چه استفاده می‌شوند و چه تفاوتی با دیگر انواع پردازنده‌ها دارند. همه ما باید قدردان پردازنده های گرافیکی^(GPUs) باشیم . استفاده از کامپیوتر بدون آنها بسیار کم رنگ تر و دوستانه خواهد بود!

HDG Explains: What Is a GPU?

The GPU or Graphical Processing Unit is a dedicated microchip that is designed to specifically do graphics-related tasks at a much faster rate than a CPU or Central Processing Unit. 

In general, GPUs handle the visual side of video games as well as video editing software, graphic design, 3D design and other similar tools. Recently, GPUs have also been put to use doing certain non-graphics tasks like cryptocurrency mining, which works well with their unique internal design.

The Difference Between a GPU And CPU

Every computer, whether a laptop, tablet or gaming console, has a CPU. The CPU is the brain of the machine. When you run software on your device, it’s the CPU that follows the instructions and does all the necessary math. Of course, every microchip executes instructions, so what makes a CPU special? 

Most modern CPUs have four CPU cores, although this number is rapidly growing. The number of calculations a CPU can do at the same time is limited by the number of cores. But a CPU is very good at doing a small number of complex calculations of any type, very quickly, one after the other.

However, modern GPUs have a very different design philosophy. Instead of a small number of complex, full-function processing cores, they have hundreds or thousands of simple processor cores that are designed to execute instructions in parallel, specifically related to graphics. 

For example, an instruction to shade a pixel in the image a certain way. Modern computer displays have millions of pixels. To render and animate realistic 3D graphics at smooth frame rates demands this massive parallel-processing power. So if you want to process lots and lots of simple commands at the same time, you want a GPU.

Are GPUs And Graphics Cards The Same Thing?

It’s become common to use the terms “GPU” and “graphics card” interchangeably. Which leads to situations where someone will say that their computer doesn’t have a GPU, but what they really mean is that the computer doesn’t have a graphics card.

What is a GPU? The GPU refers specifically to the microprocessor itself, but of course a GPU can’t operate by itself. It needs other components to do its job. So let’s go over the different ways that GPUs are packaged.

Graphics Cards

A graphics card is a discrete device that plugs into a standard slot on your computer motherboard. It consists of the printed circuit board, the GPU, memory, display connectors, power connectors and other various components that the GPU needs.

Graphics cards also have dedicated cooling systems that help keep the GPU within a safe operating temperature. The main benefit of graphics cards is that they can be easily replaced with newer models without the need to replace the entire computer or motherboard.

Integrated GPUs

Integrated GPUs are built into the same housing as a CPU. So a computer equipped with one of these does not need a separate graphics card in order to work. Display connectors are provided by the motherboard and the GPU shares the same pool of memory as the CPU. Of course, the CPU and GPU also share the same cooling system and power supply. 

Integrated GPUs are pretty powerful these days and some can even be used for modest video game graphics, but their main advantage is cost and space savings. Which is why they are a popular solution in many laptops.

Tablets and smartphones also have integrated GPUs, but these are part of a “system on a chip” package. On computers, only the CPU and GPU share the same package In the case of SoCs, the RAM, storage, peripheral controllers and other components that make up the entire system are all on the same silicon package.

Dedicated GPUs

A dedicated GPU is distinct from a graphics card and integrated GPUs. It’s easiest to think of it as a graphics card that has been built into the computer. Laptops are the main devices that use dedicated GPUs.

Just as with a graphics card, the GPU has its own memory and cooling, but unlike a graphics card you can’t change or upgrade your dedicated GPU. There are a small number of laptops that use interchangeable GPU modules, but this is a rare exception.

External Graphics Cards

A recent development, external graphics cards, make use of high-speed ports on modern computers. Thunderbolt 3 over USB C is the solution of choice. External cards can either be an integrated solution, or simply an enclosure which you can use with any graphics card that will fit.

This is a good solution for laptop users who want a more powerful GPU solution when at a desk. You can read more about external GPUs in our article about them.

Understanding GPU Specifications

If you want to know how to choose between different graphics cards, have a look at our graphics card buyer’s guide for a detailed explanation of GPU specifications. If you just want a quick rundown, here are the key numbers that matter when it comes to GPUs:

• The number of processors
• The amount of memory
• The total memory bandwidth
• Special features, such as hardware ray tracing

Unfortunately, knowing these numbers or details won’t tell you much about how a given GPU or graphics card will perform. In the end what matters most is performance with the applications you want to run, which you can easily find in published benchmarks online.

General GPU Computing Tasks

The last important thing to know about modern GPUs is that they can be used for certain non-graphics tasks. Since GPUs are essentially made up of a massive number of simple processors, any job that needs lots of calculations done in parallel may benefit from running on a GPU.

For example, the Nvidia brand of cards work with CUDA (Compute Unified Device Architecture) instructions. You can write software using CUDA so that it makes use of the GPU’s unique design to accelerate certain types of calculations.

There’s also OpenCL, which is not attached to a specific brand of card. GPUs are being applied to big data analysis, machine learning, deep learning, cryptocurrency mining, and an ever-growing list of advanced jobs that would have needed supercomputers in the past.

I Can See Clearly Now

These are the most important facts you need to know about what GPUs are. Now you know what they are, what they’re used for, and how they’re different from other types of processors. We should all be grateful for GPUs. Using computers would be much less colorful and friendly without them!

Related posts

• HDG توضیح می دهد – Swapfile.sys، Hiberfil.sys و Pagefile.sys در ویندوز

• کارت SD قابل خواندن نیست؟ در اینجا نحوه رفع آن آمده است

• 6 رفع مشکل زمانی که برنامه Spotify پاسخ نمی دهد یا باز نمی شود

• نحوه رفع خطای “Scratch Disks Are Full” در فتوشاپ

• اگر حساب Google خود را قفل کردید چه باید کرد؟

• کار چاپ در ویندوز حذف نمی شود؟ 8+ راه برای رفع

• رفع مشکل: Adblock در Crunchyroll کار نمی کند

• راهنمای عیب یابی نهایی برای مشکلات اتصال گروه خانگی ویندوز 7/8/10

• آیا باید کامپیوتر شخصی بخرم یا بسازم؟ 10 چیز برای در نظر گرفتن

• رفع: Verizon Message+ همچنان متوقف می شود یا کار نمی کند

• اگر رمز عبور یا ایمیل اسنپ چت خود را فراموش کردید چه کاری باید انجام دهید؟

• 21 دستور CMD که همه کاربران ویندوز باید بدانند

• خطای در دسترس نبودن سرویس 503 چیست (و چگونه آن را برطرف کنیم)

• برنامه Outlook همگام سازی نمی شود؟ 13 راه حل برای امتحان

• نحوه رفع خطای «حفاظت از منابع ویندوز نمی تواند عملیات درخواستی را انجام دهد»

• 9 راه حل زمانی که چت Xbox Party کار نمی کند

• چگونه صدا را در لپ تاپ خود کار نکنیم؟

• چرا Wsappx باعث استفاده زیاد از CPU می شود و چگونه آن را برطرف کنیم

• نحوه رفع بار نشدن نظرات یوتیوب در کروم

• وقتی مانیتور دوم شما شناسایی نشد چه کاری باید انجام دهید