تفاوت CPU و GPU چیست؟ این دو که از آن‌ها به‌عنوان پردازنده و پردازنده گرافیکی نیز یاد می‌شود، دو جز اصلی هر سیستم کامپیوتری در دنیای امروز است. فرق CPU و GPU نیز در نحوه عملکرد آن‌ها است. در ادامه با مقایسه سی پی یو و جی پی یو، همراه پلازا باشید تا به‌طور کامل با این دو قطعه و نحوه عملکرد آن‌ها آشنا شویم.
سی پی یو (CPU) و جی پی یو (GPU)، دو بخش داخلی از سیستم کامپیوتر بشمار می‌روند و تفاوت هایی میان آن‌ها وجود دارد. اما شباهت‌هایی هم با یکدیگر دارند. به عنوان مثال، هر دو دارای میلیاردها ترانزیستور هستند و می‌توانند هزاران عملیات را در هر ثانیه انجام دهند. با این حال، نقش CPU و GPU با هم کاملا فرق دارد. در این مقاله از پلازا با فرق بین CPU با GPU مورد بررسی قرار گرفته و بیان می‌شود. در ادامه نیز می توانید با تماشای ویدیوی زیر درباره تفاوت های CPU و GPU اطلاعات مفیدی کسب کنید.
آنچه در ادامه می‌خوانید:
سی پی یو چیست؟
واحد پردازنده مرکزی یا سی پی یو (CPU)، متشکل از میلیون‌ها ترانزیستور است. پردازنده‌های مدرن امروزی چندین هسته پردازشی دارند و عموما از آن‌ها به‌عنوان مغز کامپیوتر یاد می‌شود. پردازنده یک قطعه حیاتی در هر سیستم کامپیوتری است و وظیفه اجرای وظایف و همچنین پردازش محاسبات مختلف را برعهده دارد.
اگر برنامه‌ها به قدرت پردازش خیلی بالایی نیاز نداشته باشند، از کاربردهای CPU این است که اکثر دستورات و دستورالعمل‌ها را اجرا کند. به طور کلی سرعت استاندارد سی پی یو بین 1 تا 4 گیگاهرتز است. بیشتر سی پی یوها بیش از یک هسته پردازش دارند و هر هسته به صورت یک واحد پردازش جداگانه عمل می‌کند. اما با وجود قابلیت چند رشته‌ای ممکن است هر واحد نیز به چند واحد پردازش کوچک‌تر تقسیم شود.
جی پی یو چیست؟
پردازنده‌های گرافیکی همانطور که از نامشان پیداست، برای پردازش محتوای گرافیکی و سه‌بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرند. GPU یا پردازنده گرافیکی، در حقیقت یک نوع CPU است که از هسته‌های بسیار کوچک‌تر و مخصوصی ساخته شده است. این هسته‌ها با همکاری با یکدیگر، عملکرد خارق‌العاده‌ای ارائه می‌کنند به‌خصوص زمانی که یک پردازش به‌خصوص را بین چندین هسته تقسیم می‌کنند. پردازنده‌های گرافیکی هم مانند CPU باید در هر سیستم کامپیوتری وجود داشته باشند. بدون آن‌ها هیچ تصویری در مانیتور کامپیوتر یا لپ‌تاپ یا گوشی خود مشاهده نخواهید کرد.
پردازنده گرافیکی مجمع (IGP) چیست؟
پردازنده گرافیکی مجمع بر روی همان تراشه میزبان پردازنده CPU ساخته می‌شود. برخی پردازنده‌ها دارای یک واحد پردازش گرافیکی هستند. گرافیک‌های مجمع چند مزیت دارند. اول از همه با توجه به اینکه داخل پردازنده هستند، فضایی اشغال نمی‌کنند و هزینه‌های شما را نیز پایین می‌آورند چرا که دیگر نیازی به صرف هزینه برای خرید یک کارت گرافیک نخواهید داشت.
این گرافیک‌ها، قدرت کافی برای عملیات‌های معمولی و سبک مثل گشتن در وب، پخش فیلم 4K و اجرای بازی‌هایی که گرافیک سنگینی ندارند را دارا هستند. از پردازنده‌های گرافیکی مجمع بیشتر در لپ‌تاپ‌های کوچک و سبک و ارزان‌قیمت و همچنین تبلت‌ها، گوشی‌های هوشمند و برخی کامپیوترهای دسکتاپ مورد استفاده قرار می‌گیرد.
از طرف دیگر تفاوت پردازنده ی و کارت گرافیک از نظر قدرت بسیار زیاد است. به‌لحاظ گرافیکی به هیچ وجه به گرد پای یک پردازنده گرافیکی مجزا نخواهند رسید و نمی‌توانند بازی‌ها یا نرم‌افزارهای سنگین مثل مدل‌سازی سه‌بعدی را اجرا کنند. برای چنین کارهایی، باید یک کارت گرافیک جداگانه خریداری کنید که همراه با یک پردازنده گرافیکی مجزا عرضه می‌شود و می‌تواند به اندازه قابل توجهی، قدرت سیستم شما را بهبود ببخشد.
تفاوت بین GPU و GPU
تا اینجا عملکرد کارت گرافیک یا سی پی یو بیان شد. اکنون این سوال مطرح می‌شود که تفاوت GPU و CPU چیست؟ در حقیقت پردازنده اصلی و پردازنده گرافیکی از بسیاری از جهات شبیه به هم هستند. هردو آن‌ها ریزتراشه‌های بر پایه سیلیکون هستند و هردو وظیفه پردازش داده را برعهده دارند. اما CPU و GPU از نظر معماری با هم فرق دارند و برای کارهای متفاوتی ساخته شده‌اند.
CPU برای انجام بسیاری از کارهای کامپیوتری مناسب است. یک پردازنده می‌تواند هسته‌های کوچک‌تر را بر انجام وظایف متفاوت متمرکز کند و به این ترتیب قادر است چند عملیات را به‌سرعت و به‌طور همزمان انجام دهد. به همین خاطر هم برای بسیاری از کارها از انجام محاسبات سریالی تا استفاده عادی از سیستم مناسب است.
اما GPU ها کار خود را به عنون پردازنده‌هایی برای سرعت بخشیدن به عملیات‌های مرتبط با رندر 3 بعدی، شروع کردند. با گذشت زمان، موتورهای گرافیکی انعطاف بیشتری پیدا کردند و امکان ساخت برنامه‌های بیشتری برای آن‌ها فراهم شد. تا اینکه امروزه پردازنده‌های گرافیکی بیشتر برای پردازش گرافیک فوق‌العاده بالای بازی‌های مدرن مورد استفاده قرار می‌گیرند. البته این تنها کاربرد آن‌ها نیست و از آن‌ها در پردازش‌های دیگر و همچنین نرم‌افزارهای مختلفی استفاده می‌شود.
فرق سی پی یو و جی پی یو بیشتر به‌خاطر نحوه عملکرد آن‌هاست. یک CPU پردازش‌ها را در هرکدام از هسته‌های خود، به‌صورت سریالی یا یکی پس از دیگری انجام می‌دهد. بیشتر پردازنده‌ها دارای 4 تا 8 هسته هستند و مدل‌های رده‌بالا نیز با حداکثر 64 هسته عرضه می‌شوند.
وقتی کامپیوتر شما روشن است، هر هسته پردازنده یک یا چند عملیات را به تنهایی پردازش می‌کند. مثل وقتی یک جمله را تایپ می‌کنید. همزمان که این هسته مشغول وارد کردن و پردازش کلیدهایی است که فشار دادید، هسته‌های دیگر سایر عملیات‌هایی که در Task Manager می‌بینید را پردازش می‌کنند. به همین خاطر است که می‌توانید همزمان که یک برنامه را نصب می‌کنید یا یک فایل را از حالت فشرده خارج می‌کنید، یک فیلم تماشا کنید یا به وبسایت‌های مختلف سر بزنید.
اما عملکرد یک GPU کاملا با CPU فرق دارد. پردازنده گرافیکی یک عملیات را به هزاران عملیات کوچک‌تر تقسیم می‌کند و سپس همه آن‌ها را با هم به‌صورت همزمان پردازش می‌کند. به همین خاطر یک GPU برای پردازش عملیات‌های سنگین و با حجم بالا که از چند بخش کوچک تشکیل شدند، مثل گرافیک‌های 3 بعدی، مناسب است.
مثلا در بازی‌های ویدیویی، هر کاراکتر یا شی 3 بعدی که شما می‌بینید در حقیقت یک چندضلعی است. هر چندضعلی به‌صورت همزمان توسط GPU با بافت‌ها و شکل‌های از پیش تعیین شده، پر و رندر می‌شود. اگر یک GPU دچار مشکل شود، شما حتی با چشم خودتان می‌توانید این چند ضلعی‌ها را ببینید. هرچقدر بیشتر جلو می‌رویم، تعداد این چندضلعی‌ها در بازی‌ها بیشتر شده و در نتیجه گرافیک بازی‌ها هم بالاتر می‌رود. مانند تصویر زیر:
به همین خاطر هم برای اجرای بازی‌ها با گرافیک بالا یا بازی‌های مدرن، نیاز به کارت گرافیک قدرتمند داریم. با توجه به اینکه در هر صحنه از بازی ممکن است، هزاران چند ضلعی مختلف وجود داشته باشد، اینکه کارت‌های گرافیک می‌توانند به روان‌ترین شکل ممکن آن‌ها را با هم پردازش کنند، نشان دهنده پیشرفت قابل توجه فناوری‌های ساخت آن‌ها است.
اما چرا برای ماین کردن از GPU استفاده می‌شود؟ اول از همه پردازنده‌های گرافیکی هم توان کمتری مصرف می‌کنند و هم به ازای توان مصرفی، قدرت بیشتری دارند. دوما دارای واحد محاسبه و منطق (Arithmetic Logic Units) هستند. این واحد به پردازنده گرافیکی شما کمک می‌کند تا گرافیک‌ها را با سرعت بیشتری رندر کند ولی می‌توان از آن‌ها برای حل مسائل پیچیده ریاضی نیز استفاده کرد.
نکات کلی سی پی یو در مقایسه با جی پی یو:
- سی پی یو مخفف «واحد پردازنده مرکزی» است.
- یک مجموعه دستورالعمل گسترده دارد، چند جانبه‌تر است و می‌تواند چند کار را اجرا کند.
- به عنوان یک پردازنده با هدف عمومی شناخته می‌شود.
- هر نوع کاری از جمله کارهای گرافیکی (نه به روشی کارآمد) را مدیریت می‌کند.
- ممکن است حاوی چند هسته قدرتمند برای تقسیم سنگینی کار باشد.
- سرعت پردازش بالایی دارد. با سرعت کلاک بالا حدود 3 تا 5 گیگاهرتز عمل می‌کند، هرچند تعداد کمی هسته پردازنده دارد.
- در مقایسه با جی پی یو، سی پی یو به مموری و رم اضافه نیاز دارد.
- پردازنده مرکزی اساساً به ایجاد تأخیر کمتر کمک می‌کند (فاصله زمانی میان دستورالعمل‌ها و انتقال داده‌ها).
- سی پی یو برای اجرای دستورالعمل‌های متوالی طراحی می‌شود.
- بر محاسبه تمام داده‌های دریافتی تمرکز دارد.
- برای اجرای دستورالعمل‌ها، با اجزاء مختلف کامپیوتر از جمله رم، رام و پورت‌های I/O تعامل می‌کند.
نکات کلی جی پی یو در مقایسه با سی پی یو:
- جی پی یو مخفف «واحد پردازنده گرافیکی» است.
- مجموعه دستورالعمل محدودی دارد و اساساً قادر به انجام کارهای گرافیکی است.
- به عنوان یک پردازنده با هدف تخصصی شناخته می‌شود.
- هدف اصلی آن پردازش تصاویر و گرافیک سه بعدی با سرعت بیشتری از سی پی یو است.
- از صدها هسته ضعیف‌تر برای انجام فرآیند اجرای اولیه ساخته می‌شود.
- صدها تا هزاران هسته پردازنده دارد و با سرعت کمتری حدود 800 تا 1000 مگاهرتز عمل می‌کند.
- در مقایسه با سی پی یو، جی پی یو به رم کمتری نیاز دارد. به همین دلیل، جی پی یوهای یکپارچه رم را با سی پی یو به اشتراک می‌گذارند.
- جی پی یو بر دستیابی به بالاترین توان عملیاتی تمرکز دارد (موازی‌سازی، مجموع اجرای دستورالعمل‌ها در یک بازه زمانی).
- جی پی یو برای اجرای دستورالعمل‌های موازی طراحی می‌شود.
- داده‌ها را از سی پی یو دریافت می‌کند و تصاویر بصری تولید می‌کند.
- برای نمایش پیکسل در مانیتور، فقط با مموری تعامل می‌کند و داده را به تصویر می‌کشد.
سوالات متداول
1. چگونه GPU را فعال کنیم؟
با دنبال کردن این مراحل جی پی یو را فعال کنید: به صورت As an administrator وارد کامپیوتر شده و Control Panel را باز کنید. روی System کلیک کرده و سپس روی لینک Device Manager کلیک کنید. اکنون لیست سخت افزارِ اسم کارت گرافیک خود را جست‌وجو کنید. روی سخت افزار کلیک راست کرده و گزینه «Enable» را بزنید. خروج (Exit) را زده و تغییرات را ذخیره (Save) کنید.
2. پردازنده گرافیکی یا GPU چیست؟
واحد پردازنده گرافیکی یا جی پی یو (GPU) یک ریز پردازنده منحصر به فرد است. پردازش‌های بسیار پیچیده را اجرا می‌کند و برای پردازش گرافیک با رزولوشن بالا بکار می‌رود، اما برنامه‌نویسان نیز از آن برای پردازش سایر اموری که به محاسبات داده‌های گسترده نیاز دارند، استفاده می‌کنند.
3. چگونه GPU کامپیوتر را بفهمیم؟
در ویندوز 10 این مراحل را دنبال کنید: روی دسکتاپ کلیک راست کرده و وارد تنظیمات Display شوید. در اینجا تنظیمات Advanced Settings و بعد گزینه Display Adapter properties را انتخاب کنید. در نوار Adapter باید برند کارت گرافیک و مموری آن قابل مشاهده باشد. در ویندوز 7 این مراحل را دنبال کنید: روی دسکتاپ راست کلیک کرده و Screen Resolution را انتخاب کنید. وارد Advanced Settings شده و برای مشاهده نوع کارت گرافیک کامپیوتر خود، روی نوار Adapter کلیک کنید. بعضی از کارت گرافیک‌ها، کنترل پنل مخصوص خود را دارند. برای دسترسی به آن و مشاهده نوع گرافیک کامپیوتر خود، روی دسکتاپ کلیک راست کرده و به دنبال گزینه Graphics Properties باشید.
جمع بندی
به طور کلی، سی پی یو و جی پی یو دو واحد پردازنده جداگانه هستند. این دو واحد از اهمیت برابری در کامپیوتر برخوردار هستند. در این مقاله نیز سعی شد علاوه بر بیان تفاوت CPU و GPU، با شرح عملکرد هر دو بر اهمیت آن‌ها عملکرد درست سیستم تأکید شود. اما اگر سوال یا نظری در مورد فرق CPU و GPU دارید، می‌توانید در پایین صفحه در قسمت دیدگاه‌های پلازا بیان کنید.
تفاوت پردازشگر و کارت گرافیک در کاربری ؛ مقایسه سی پی یو (CPU) و جی پی یو (GPU)