زمانیکه یک کامپیوتر، لپتاپ، کنسول بازی و یا حتی گوشی موبایل خریداری می‌کنید، معمولاً با واژه GPU برخورد خواهید کرد. اما ممکن است سوالی در ذهنتان نقش ببندد که جی پی یو چیست؟ یا پردازشگر گرافیک یعنی چه؟ به همین سبب در این آموزش از پلازا قصد داریم به مفهوم تراشهٔ گرافیکی بپردازیم و کاربرد پردازنده گرافیکی در دستگاه‌های الکترونیکی را مشخص کنیم.
آنچه که مسلم است GPU یکی از مهمترین قسمت‌های دستگاه‌های الکترونیکی دارای نمایشگر است. یعنی هر آنچه که به صورت ظاهری در صفحه نمایش به چشم ما می‌آید مربوط به پردازنده گرافیکی است. در این مطلب نیز ابتدا معنی واحد پردازش گرافیکی یا GPU (Graphics Processing Unit) را توضیح می‌دهیم و سپس به سراغ کاربرد پردازنده گرافیکی و انواع GPU می‌رویم و در نهایت مشخص خواهیم کرد که چرا در خرید یک لپتاپ، مخصوصا لپتاپ گیمینگ توجه به مفهوم تراشهٔ گرافیکی اهمیت زیادی دارد. با ما در پلازا با بررسی جی پی یو و ویژگی‌های آن همراه باشید.
آنچه در ادامه می‌خوانید:
واحد پردازش گرافیکی چیست؟
اگر واحد پردازش مرکزی (CPU) را به عنوان بخش تفکر منطقی یک سیستم در نظر بگیریم، واحد پردازش گرافیکی (GPU) جنبه خلاق و بصری آن است. در واقع در پاسخ به سوال جی پی یو چیست؟ می‌توان معنی واحد پردازش گرافیکی را اینگونه در نظر گرفت که GPU یک رابط گرافیکی است که محاسبات صورت گرفته را به صورت قابل فهم برای کاربر به نمایش در می‌آورد. در واقع هر دستگاهی که بتواند گرافیک سه بعدی را روی صفحه نمایش نشان دهد پس قطعا دارای یکی از انواع GPU یا انواع پردازنده های گرافیکی است.
البته بسیاری از CPU ها دارای نوعی GPU یکپارچه درون خود هستند تا اطمینان حاصل شود که تصاویر اولیه هر پلتفرمی مثل ویندوز یا مک بر روی نمایشگر نشان داده می‌شود. اما زمانی که پای جلوه‌های بصری با کیفیت‌تر به میان می‌آید دیگر نمی‌توان به این GPU یکپارچه اتکا کرد. در واقع اینجاست که نیاز به یک کارت گرافیک مجزا احساس شده و کاربرد کارت گرافیک مشخص می‌شود. به عبارت بهتر هنگام انجام بازیهای گرافیکی، رندرینگ تصاویر سه بعدی، تماشای ویدیوهای 4K و… کاربرد پردازنده گرافیکی یا کاربرد تراشهٔ گرافیکی به خوبی درک می‌شود.
کاربرد پردازنده گرافیکی چیست؟
پس از شناخت مفهوم تراشهٔ گرافیکی باید کاربرد و ویژگی های GPU ها را مورد ارزیابی قرار دهیم. پردازنده گرافیکی در اصل کار رندر گرافیک سه بعدی را تسریع می‌کند. به عبارت بهتر زمانی که حجم زیادی از داده‌های بصری و گرافیکی در اختیار داریم، برای تجزیه و تحلیل و نمایش آنها بر روی صفحه نمایش به کارت گرافیک GPU احتیاج است. برای مثال در انجام بازی زمانی که لازم است تا چندین انیمیشن پیچیده همزمان ارائه شود، یا ایجاد مدل‌های سه بعدی در نرم‌افزارهای مدل سازی همگی از کاربرد های پردازنده گرافیکی است. همچنین در مواردی مثل استفاده از بازیهای ابری، پخش ویدیوهای 4K و همچنین استخراج بیت کوین نیز از انواع GPU استفاده می‌شود.
انواع GPU
به طور کلی انواع مختلف GPU به دو دسته iGPU و dGPU تقسیم می‌شوند. معماری انواع GPU ها با یکدیگر متفاوت است و ویژگی های GPU های ذکر شده نیز کاربرد آنها را از یکدیگر متمایز می‌کند. در ادامه به بررسی هر یک از آنها خواهیم پرداخت.
جی پی یو iGPU چیست؟
iGPU یا Integrated graphics processing unit به معنی واحد پردازش گرافیکی یکپارچه است که در داخل یک پردازنده مرکزی یا CPU ساخته شده است. این مدل پردازنده عموما قدرت پردازشی زیادی ندارد و بیشتر برای کارهای رندر اولیه طراحی شده و معمولاً به درد بازی‌ها و انیمیشن‌های سه بعدی نمی‌خورد. البته گفته می‌شود که در سال‌های اخیر شرکت‌های مختلف iGPU های خود را بهبود بخشیده‌اند تا عملکرد آنها را برای تجزیه و تحلیل حجم زیاد دیتا افزایش دهند.
جی پی یو dGPU چیست؟
dGPU یا Discrete graphics processing unit به معنی واحد پردازش گرافیکی مجزا است که به صورت یک تراشه اختصاصی در بسیاری از سیستم‌ها دیده می‌شود. پردازنده گرافیکی مجزا dGPU معمولاً بسیار قدرتمندتر از iGPU است و تجزیه و تحلیل داده‌های گرافیکی حجیم، پیشرفته و سه بعدی را به بهترین شکل ممکن انجام می‌دهد. این نوع پردازنده معمولاً بهترین و با کیفیت‌ترین تولیدات کمپانی‌های بزرگ به حساب می‌آیند.
با این حال اگر می‌خواهید یک سیستم مخصوص بازی داشته باشید قطعاً انتخاب یک پردازنده dGPU قدرتمند ضروری است. همچنین اگر مشغول طراحی و رندرینگ سه بعدی هستید باز هم به یک dGPU نیاز پیدا می‌کنید. از ویژگی های GPU های مجزا یا dGPU علاوه بر قدرت بسیار زیادشان، مجهز بودن به سیستم خنک کننده اختصاصی است. این ویژگی سبب می‌شود تا زمانی که پردازنده گرافیکی در حداکثر میزان عملکردش قرار دارد بیش از حد گرم نشود. اما در سوی مقابل همین ویژگی عاملی است که لپتاپ‌های گیمینگ معمولاً بسیار سنگین‌تر از یک لپتاپ معمولی هستند. به علاوه پردازنده های گرافیکی مجزا مصرف برق بالایی دارند و در نتیجه طول عمر باتری آنها به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد.
پردازنده‌های گرافیکی مجزا یا dGPU همچنین هزینه خرید یک سیستم را افزایش می‌دهند. در حالیکه پردازنده‌های گرافیکی یکپارچه یا iGPU معمولاً قیمت مناسب‌تری دارند. به عنوان مثال ارزان ترین کارت گرافیک مجزا در سری 30 سری انویدیا حدود 300 دلار یا 8 میلیون تومان است. به همین دلیل GPU مجزا تنها در صورتی توصیه می‌شود که برای بازی، تولید محتوا گرافیکی یا سایر کارهای سنگین به آن نیاز دارید.
تفاوت کارت گرافیک با جی پی یو چیست؟
اکنون که مفهوم تراشهٔ گرافیکی را می‌دانیم، سوالی که در ذهن خیلی‌ها شکل می‌گیرد این است که کارت گرافیک چیست؟ آیا کارت گرافیک همان جی پی یو است؟ در مورد تفاوت بین جی پی یو و کارت گرافیک سردرگمی زیادی وجود دارد؛ زیرا این دو اغلب به جای یکدیگر استفاده می‌شوند.
پردازنده گرافیکی یا GPU یک تراشه واقعی است که همه کارهای محاسباتی گرافیکی را انجام می‌دهد. اما کارت گرافیک یا Graphics Card یک درگاه یا کارت توسعه است که GPU را قادر می‌سازد تا به مادربرد متصل شود و تجزیه و تحلیل محتوای گرافیکی را انجام و تصویر خروجی را روی مانیتور شما نشان دهد. در واقع پردازنده گرافیکی داخل کارت گرافیک نصب می‌شود. به عبارتی یک کارت گرافیک می‌تواند دارای قطعات دیگری مانند سیستم خنک کننده و حافظه رم اختصاصی خود باشد. کارت گرافیک و GPU رابطه مشابه‌ای با مادربورد و CPU دارند. به طوری که در آنها اولی تدارکات لازم را فراهم می‌کند و دومی به محاسبات و تجزیه و تحلیل داده‌ها می‌پردازد.
به عنوان مثال AMD و Nvidia دو تولید کننده بزرگ پردازنده های گرافیکی در جهان هستند. اما در سوی مقابل شرکت‌هایی مانند Asus و Gigabyte کارت گرافیک‌های مخصوص به خود را می‌سازند که این جی پی یو ها در آنها قرار داده می‌شود. حال هریک از این دو شرکت، سیستم‌های خنک کننده و سفارشی و همچنین طرح‌ها و ایده‌های خود را در این کارت گرافیک‌ها جای داده و به بازار عرضه می‌کنند.
مقایسه عملکرد بهترین جی پی یوهای موجود در بازار
| عملکرد | AMD Radeon RX 6700 XT | AMD Radeon RX 6800 | AMD Radeon RX 6900 XT | Nvidia GeForce RTX 3070 (FE) | Nvidia GeForce RTX 3070 Ti | Nvidia GeForce RTX 3080 (FE) | Nvidia GeForce RTX 3080 Ti |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| مصرف برق (وات) | 307.1 | 336.6 | 429.3 | 324 | 396.8 | 454.1 | 505.1 |
| پیک دما (درجه سلسیوس) | 75 | 85 | 78 | 76 | 87.5 | 70 | 82 |
| امتیاز بنچمارک Spy Extreme | 5310 | 6478 | 7605 | 6258 | 6515 | 7554 | 8121 |
| امتیاز بنچمارک Port Royal | 5800 | 7393 | 9480 | 8036 | 8441 | 11039 | 12907 |
| اجرای بازی Borderlands 3 در حالت 4K (فریم بر ثانیه) | 48 | 52.2 | 67.8 | 42.1 | 49.8 | 59.2 | 67.5 |
| اجرای بازی Borderlands 3 در حالت Quad HD (فریم بر ثانیه) | 87.6 | 92.1 | 117.8 | 75.5 | 84.1 | 98.3 | 113.2 |
| اجرای بازی Borderlands 3 در حالت Full HD (فریم بر ثانیه) | 121.2 | 123.5 | 152.7 | 104.8 | 113.1 | 128.3 | 143.3 |
| اجرای بازی Horizon Zero Dawn در حالت 4K (فریم بر ثانیه) | 49 | 59 | 80 | 55 | 61 | 107 | 81 |
| اجرای بازی Horizon Zero Dawn در حالت Quad HD (فریم بر ثانیه) | 94 | 102 | 133 | 91 | 99 | 123 | 118 |
| اجرای بازی Horizon Zero Dawn در حالت Full HD (فریم بر ثانیه) | 116 | 122 | 148 | 104 | 114 | 126 | 118 |
سخن پایانی
در این مطلب سعی شده تا به شکلی ساده و جامع مفهوم تراشهٔ گرافیکی توضیح داده شود. ممکن بود تا قبل از این تفاوت بین تراشه گرافیکی و کارت گرافیک را ندانید. اما با خواندن این مقاله اکنون با انواع GPU و کاربرد پردازنده گرافیکی و همچنین کاربرد کارت گرافیک آشنایی پیدا کرده‌اید. اکنون می‌دانیم که تراشه های گرافیکی مجزا صرفاً برای انجام کارهای سنگین گرافیکی مثل رندر تصاویر سه بعدی و گیمینگ کاربرد دارند و در مواقعی که از سیستم خود صرفاً برای انجام امور روزمره استفاده می‌کنیم نیازی به صرف هزینه زیاد و خرید جی پی یو مجزا و قدرتمند نیست.
در پایان نظر شما درباره جی پی یو چیست؟ آیا مطلبی برای تکمیل مفهوم و معنی واحد پردازش گرافیکی دارید؟ نظرتان درباره پردازنده های گرافیکی و کارت گرافیک های مختلف موجود در بازار چیست؟ نظرات و پیشنهادات خود را در قسمت کامنت‌ها وارد کنید تا ما و مخاطبان پلازا از آنها استفاده کنیم. مشتاقانه منتظر خواندن آنها هستیم.