Gpu что это такое в компьютере

Обновлено: 02.07.2024

Изображения, которые вы видите на мониторе своего компьютера, состоят из крошечных точек, называемых пикселями. При наиболее распространенных настройках разрешения на экране отображается более 2 миллионов пикселей, и компьютер должен решить, что делать с каждым из них, чтобы создать изображение. Для этого ему нужен транслятор — что-то, что берет двоичные данные из процессора и превращает их в изображение, которое вы можете видеть. Этот транслятор известен как графический процессор или GPU.

Большинство потребительских ноутбуков и настольных компьютеров начального уровня теперь оснащены дополнительным графическим процессором, встроенным в основной процессор, который называется интегрированной графикой. Однако машины профессионального уровня или нестандартные машины часто также имеют место для выделенной видеокарты. Преимущество графической карты заключается в том, что она обычно может отображать более сложные изображения намного быстрее, чем встроенный чип.

Работа видеокарты сложна, но ее принципы и компоненты легко понять. В этой статье мы рассмотрим основные части видеокарты и то, что они делают. Мы также рассмотрим факторы, которые вместе создают быструю и эффективную видеокарту.

Подумайте о компьютере как о компании с собственным художественным отделом. Когда люди в компании хотят произведение искусства, они отправляют запрос в художественный отдел. Художественный отдел решает, как создать изображение, а затем переносит его на бумагу. Конечным результатом является то, что чья-то идея становится реальным изображением, которое можно увидеть.

Графическая карта работает по тому же принципу. Центральный процессор, работая совместно с программными приложениями, отправляет информацию об изображении на графическую карту. Видеокарта решает, как использовать пиксели на экране для создания изображения. Затем он отправляет эту информацию на монитор по кабелю.

Создание изображения из двоичных данных — сложный процесс. Чтобы создать трехмерное изображение, графическая карта сначала создает каркас из прямых линий. Затем он растрирует изображение (заполняет оставшиеся пиксели). Он также добавляет освещение, текстуру и цвет. Для динамичных игр компьютер должен проходить этот процесс от 60 до 120 раз в секунду. Без видеокарты для выполнения необходимых вычислений нагрузка на компьютер была бы слишком велика.

Видеокарта выполняет эту задачу, используя четыре основных компонента:

Подключение материнской платы для передачи данных и питания.
Графический процессор (GPU), решающий, что делать с каждым пикселем на экране.
Видеопамять (VRAM) для хранения информации о каждом пикселе и временного хранения завершенных изображений.
Подключение к монитору, чтобы вы могли видеть конечный результат.

Далее мы более подробно рассмотрим процессор и память.

Графический процессор — это электронная схема, которую ваш компьютер использует для ускорения процесса создания и рендеринга компьютерной графики. ЧАЛЕРМПХОН СРИСАНГ/Shutterstock

Как и материнская плата, видеокарта представляет собой печатную плату, на которой размещены процессор и видеопамять. Он также имеет микросхему системы ввода/вывода (BIOS), которая сохраняет настройки карты и выполняет диагностику памяти, ввода и вывода при запуске.

Процессор видеокарты, называемый графическим процессором (GPU), аналогичен процессору компьютера. Однако GPU разработан специально для выполнения сложных математических и геометрических вычислений, необходимых для рендеринга графики. Некоторые из самых быстрых графических процессоров имеют больше транзисторов, чем средний ЦП.

Графический процессор выделяет много тепла, поэтому его обычно размещают под радиатором или вентилятором. Интегрированные чипы немного отличаются тем, что у них нет собственной видеопамяти, и они должны использовать тот же запас ОЗУ, что и ЦП. Это различие может привести к нехватке памяти в вашей системе во время игры со встроенным графическим процессором.

Помимо своей вычислительной мощности, графический процессор использует специальное программирование, помогающее анализировать и использовать данные. AMD и nVidia производят подавляющее большинство графических процессоров на рынке, и обе компании разработали собственные усовершенствования для повышения производительности графических процессоров. Современные видеопроцессоры могут обеспечить:

Сглаживание всей сцены (FSAA), которое сглаживает края трехмерных объектов.
Анизотропная фильтрация (AF), которая делает изображения более четкими.
Физика в реальном времени и эффекты частиц
Многоэкранные дисплеи
Видео с высокой частотой кадров
Видео сверхвысокой четкости с миллионами пикселей.
Вычисления с ускорением GPU

Каждая компания также разработала специальные методы, помогающие графическому процессору применять цвета, тени, текстуры и узоры.

Поскольку графический процессор создает изображения, ему нужно где-то хранить информацию и готовые изображения. Для этого он использует оперативную память карты, сохраняя данные о каждом пикселе, его цвете и расположении на экране. Часть видеопамяти также может выступать в качестве буфера кадров, что означает, что она хранит завершенные изображения до тех пор, пока не придет время их отображать.Как правило, видеопамять работает на очень высоких скоростях и является двухпортовой, что означает, что система может считывать из нее и записывать в нее одновременно.

Современные видеокарты подключаются к слоту расширения PCIe x16. Компьютеры малого форм-фактора со встроенной графикой, такие как ноутбуки и мини-настольные компьютеры, могут не иметь такого слота. Однако видеокарты по-прежнему можно подключать с помощью дорогостоящего обходного устройства, называемого внешним графическим процессором.

Графические карты прошли долгий путь с тех пор, как IBM представила первую из них в 1981 году. Эта карта, получившая название адаптера монохромного дисплея (MDA), обеспечивала отображение только текста зеленого или белого текста на черном экране. Теперь и видеокарты, и встроенные чипы могут легко передавать сигнал HD (1920 x 1080 пикселей) через кабель HDMI или DisplayPort. Автономные карты часто воспроизводят видео в формате Ultra HD 4K (3840 x 2160), а на графических процессорах с более высокими характеристиками доступно еще более высокое разрешение.

Центральные процессоры (ЦП) и графические процессоры (ГП) – это основные вычислительные механизмы. Но по мере развития вычислительных потребностей не всегда ясно, в чем разница между ЦП и ГП и какие рабочие нагрузки лучше всего подходят для каждого из них.

Знайте, когда следует полагаться на процессор, а когда выбирать графический процессор

ЦП и ГП обладают уникальными преимуществами, которые позволят им играть важную роль в удовлетворении вычислительных потребностей будущего.

Графические процессоры являются важной частью продуктов Intel сегодня в виде интегрированных и дискретных графических процессоров.

Несмотря на то, что центральные процессоры по-прежнему имеют решающее значение, графические процессоры могут быть полезны для растущего числа рабочих нагрузок центров обработки данных.

Будь то приложения для глубокого обучения, массовый параллелизм, интенсивные 3D-игры или другая ресурсоемкая рабочая нагрузка, сегодня от систем требуется больше, чем когда-либо прежде. Центральный процессор (CPU) и графический процессор (GPU) играют очень разные роли. Для чего используются процессоры? Для чего используются графические процессоры? При покупке нового компьютера и сравнении характеристик важно знать, какую роль играет каждый из них.

Что такое процессор?
ЦП, состоящий из миллионов транзисторов, может иметь несколько вычислительных ядер и обычно называется мозгом компьютера. Это необходимо для всех современных вычислительных систем, поскольку оно выполняет команды и процессы, необходимые для вашего компьютера и операционной системы. ЦП также важен для определения скорости работы программ, от просмотра веб-страниц до создания электронных таблиц.

Что такое графический процессор?
Графический процессор — это процессор, состоящий из множества более мелких и специализированных ядер. Работая вместе, ядра обеспечивают высокую производительность, когда задача обработки может быть разделена и обработана несколькими ядрами.

В чем разница между процессором и графическим процессором?
ЦП и ГП имеют много общего. Оба являются критически важными вычислительными двигателями. Оба являются кремниевыми микропроцессорами. И оба обрабатывают данные. Но процессоры и графические процессоры имеют разную архитектуру и предназначены для разных целей.

ЦП подходит для самых разных рабочих нагрузок, особенно для тех, для которых важна задержка или производительность каждого ядра. Мощный исполнительный механизм ЦП фокусирует свое меньшее количество ядер на отдельных задачах и на быстром выполнении задач. Благодаря этому он идеально подходит для различных задач, от последовательных вычислений до работы с базами данных.

GPU начинались как специализированные ASIC, разработанные для ускорения определенных задач 3D-рендеринга. Со временем эти механизмы с фиксированными функциями стали более программируемыми и гибкими. В то время как графика и все более реалистичные визуальные эффекты современных популярных игр остаются их основной функцией, графические процессоры также эволюционировали, чтобы стать более универсальными параллельными процессорами, поддерживающими растущий спектр приложений.

Что такое встроенная графика?
Встроенная или общая графика построена на том же чипе, что и ЦП. Некоторые процессоры могут поставляться со встроенным графическим процессором, а не полагаться на выделенную или дискретную графику. Также иногда называемые IGP или интегрированными графическими процессорами, они делят память с ЦП.

Встроенные графические процессоры обладают рядом преимуществ. Их интеграция с центральными процессорами позволяет им обеспечивать преимущества в пространстве, стоимости и энергоэффективности по сравнению с выделенными графическими процессорами. Они позволяют обрабатывать данные, связанные с графикой, и инструкции для стандартных задач, таких как просмотр веб-страниц, потоковая передача фильмов в формате 4K и казуальные игры.

Такой подход чаще всего применяется к устройствам, для которых важен компактный размер и энергоэффективность, например ноутбукам, планшетам, смартфонам и некоторым настольным компьютерам.

Ускорение глубокого обучения и искусственного интеллекта
Сегодня графические процессоры выполняют все больше рабочих нагрузок, таких как глубокое обучение и искусственный интеллект (ИИ). Для обучения глубокому обучению с несколькими слоями нейронной сети или большими наборами определенных данных, например 2D-изображений, идеально подходит графический процессор или другие ускорители.

Алгоритмы глубокого обучения были адаптированы для использования подхода с ускорением на графическом процессоре, что значительно повысило производительность и впервые довело обучение нескольких реальных задач до допустимого и жизнеспособного диапазона.

Со временем процессоры и программные библиотеки, работающие на них, эволюционировали и стали более способными выполнять задачи глубокого обучения. Например, благодаря обширной оптимизации программного обеспечения и добавлению специализированного оборудования для ИИ, такого как Intel® Deep Learning Boost (Intel® DL Boost) в новейших процессорах Intel® Xeon® Scalable, системы на базе ЦП улучшили производительность глубокого обучения.

Для многих приложений, таких как глубокое изучение языка, текста и данных временных рядов с высоким разрешением, 3D и не основанных на изображениях, процессоры блестят. ЦП могут поддерживать гораздо больший объем памяти, чем даже самые лучшие сегодняшние графические процессоры, для сложных моделей или приложений глубокого обучения (например, для обнаружения 2D-изображений).

Сочетание процессора и графического процессора, а также достаточного объема оперативной памяти обеспечивает отличный испытательный стенд для глубокого обучения и искусственного интеллекта.

Десятилетия лидерства в разработке ЦП
Intel имеет долгую историю инноваций в ЦП, начавшуюся в 1971 году с выпуска 4004, первого коммерческого микропроцессора, полностью интегрированного в один чип.

Сегодня процессоры Intel® позволяют создавать нужный ИИ там, где вы хотите, на знакомой вам архитектуре x86. От высокопроизводительных процессоров Intel® Xeon® Scalable для центров обработки данных и облачных сред до энергоэффективных процессоров Intel® Core™ для периферийных устройств — Intel предлагает ЦП, отвечающий любым требованиям.

Интеллектуальная производительность процессоров Intel® Core™ 11-го поколения
Процессоры Intel® Core™ 11-го поколения используют усовершенствованный технологический процесс Intel и переработанную архитектуру ядра, полностью новую графическую архитектуру и встроенные инструкции ИИ для интеллектуального предоставления оптимизированных производительность и впечатления.

Системы на базе процессоров Intel® Core™ 11-го поколения оснащены новейшей встроенной графикой Intel® Iris® X e. Отдельные устройства форм-фактора, такие как ультратонкие ноутбуки, также будут включать в себя первый дискретный графический процессор (GPU) на базе архитектуры Intel X e. С дискретной графикой Intel® Iris® X e MAX вы получаете огромный скачок вперед в тонких и легких ноутбуках, а также более высокую производительность и новые возможности для улучшенного создания контента и игр.

Графика Intel® Iris® X e оснащена искусственным интеллектом на базе технологии Intel® Deep Learning Boost для лучшего создания контента и редактирования фото и видео, а также архитектурой с низким энергопотреблением для увеличения времени работы от батареи, что позволяет проектировать и выполнять несколько задач одновременно.

р>

Дискретные графические процессоры Intel
Intel предлагает два варианта дискретных графических процессоров на основе архитектуры Intel X e.

Intel® Iris® X e MAX Graphics — это первый дискретный графический процессор для тонких и легких ноутбуков на базе архитектуры Intel X e. Благодаря оптимизации для работы с процессорами Intel® Core™ 11-го поколения вы получаете еще большую производительность и новые возможности для улучшенного создания контента и игр.

Серверный графический процессор Intel® — это дискретный графический процессор для центров обработки данных, основанный на новой архитектуре Intel X e. Серверный графический процессор Intel®, предназначенный для экспоненциального масштабирования, выводит игры для Android, транскодирование/кодирование мультимедиа и потоковую передачу видео по технологии Over Top (OTT) на новый уровень.

Сегодня это уже не вопрос ЦП и ГП. Вам больше, чем когда-либо, нужны и то, и другое для удовлетворения разнообразных вычислительных потребностей. Наилучшие результаты достигаются, когда для работы используется правильный инструмент.

query=evt.target.value' x-on:keyup="onKeyUp" x-on:keydown="onKeyDown" x-on:keydown.enter="submitSearch" x-on:focus="searchFocus" x -on:blur="searchBlur" placeholder="Поиск в энциклопедии PCMag" />

Просмотреть энциклопедию

(Графический процессор) Программируемый процессор, предназначенный для обработки всех изображений на экране компьютера. Графический процессор обеспечивает самую быструю обработку графики, а для геймеров графический процессор представляет собой автономную карту, подключенную к шине PCI Express (PCIe). Схема графического процессора также может быть частью набора микросхем материнской платы или самой микросхемы ЦП (см. схему ниже). См. PCI Express.

ГП выполняет параллельные операции. Хотя он используется для 2D-данных, а также для масштабирования и панорамирования экрана, графический процессор необходим для плавного декодирования и рендеринга 3D-анимации и видео. Чем сложнее графический процессор, тем выше разрешение и тем быстрее и плавнее движение. Графические процессоры на автономных картах имеют собственную память, в то время как графические процессоры, встроенные в чипсет или чип ЦП, совместно используют основную память с ЦП (см. GDDR).

Двигатель трассировки лучей

Графические процессоры также могут включать аппаратное обеспечение для ускорения трассировки лучей, которая имитирует попадание источника света на объекты, что приводит к появлению ярких областей и теней. Быстрая трассировка лучей во многом определяет реализм в видеоиграх и стала обязательной для серьезных геймеров. См. трассировку лучей.

Не только обработка графики

Поскольку графические процессоры выполняют параллельные операции с несколькими наборами данных, они широко используются в научных приложениях и приложениях искусственного интеллекта, требующих повторяющихся вычислений. Суперкомпьютер может иметь тысячи графических процессоров в дополнение к его центральным процессорам (см. GPGPU). Графические процессоры также используются для майнинга биткойнов и других цифровых валют (см. майнинг криптовалют). См. Графический конвейер и несколько GPU.

На ПК рендеринг графики изначально выполнялся центральным процессором. Со временем функции были перенесены на отдельные схемы, а затем на графические процессоры либо на отдельные карты, либо на набор микросхем материнской платы, либо на сам чип ЦП. См. видеоадаптер, встроенную графику и встроенный графический процессор.

Прежде чем вы сможете начать играть в новейшие высококачественные видеоигры или редактировать видео на своем компьютере, вам потребуется хороший графический процессор. Но что такое GPU и что он делает? Вот все, что вам нужно знать о графических процессорах и о том, как узнать, какой у вас графический процессор.

Что такое графический процессор?

GPU – это графический процессор. Это самый важный аппаратный компонент, когда речь идет о компьютерной графике. Графический процессор — это, по сути, электронная схема, которую ваш компьютер использует для ускорения процесса создания и рендеринга компьютерной графики. Ваш компьютер также использует его для улучшения качества всех изображений, анимаций и видео, которые вы видите на мониторе компьютера.

Вы можете найти GPU в настольных компьютерах, ноутбуках, игровых приставках, смартфонах, планшетах и т. д. Как правило, настольные компьютеры и ноутбуки используют графические процессоры для повышения производительности видео, особенно для видеоигр с интенсивным использованием графики и программного обеспечения для 3D-моделирования, такого как AutoCAD.

Графические процессоры также обеспечивают правильное отображение изображений и видео на мониторе вашего компьютера. В зависимости от графического процессора он может иметь процессор, память, механизм охлаждения и соединения с устройством отображения.

Существует два распространенных типа графических процессоров. Первый тип называется выделенной видеокартой, а второй — интегрированным графическим процессором.

Выделенная видеокарта

Выделенная видеокарта известна под многими другими названиями, включая видеокарту, видеокарту или графический адаптер. С этим типом графического процессора вам нужно только вставить карту в слот расширения на материнской плате рядом с центральным процессором (ЦП).

Кроме того, вы можете легко заменить или обновить выделенную графическую карту, если на вашей материнской плате есть слот расширения, например PCI Express или ускоренный графический порт. Этот тип графического процессора более мощный, поскольку он поставляется с «выделенной» оперативной памятью.

Если вы хотите узнать больше о том, что такое оперативная память, прочтите нашу предыдущую статью.

Интегрированный графический процессор

С другой стороны, встроенный графический процессор или IGPU обычно встроен в саму материнскую плату. Этот тип графического процессора представляет собой компьютерный чип, очень похожий на процессор. Кроме того, вы можете найти IGPU, которые одновременно работают как процессор и видеокарта.

В отличие от графической карты встроенный графический процессор не имеет выделенной оперативной памяти, поэтому для работы обычно используется часть оперативной памяти вашего компьютера.

Что делает графический процессор?

Лучший способ понять, что делает графический процессор, — представить свой компьютер как мозг. Графический процессор подключается к материнской плате вашего компьютера и генерирует выходные изображения и видео, которые отправляются на монитор вашего компьютера, точно так же, как глаз соединяется с мозгом и передает визуальные сигналы из внешнего мира.

В чем разница между GPU и CPU?

ЦП отвечает за обработку визуальной информации от графического процессора точно так же, как мозг отвечает за преобразование изображений, которые видит глаз, в нечто осмысленное. Поскольку центральный процессор управляет всем вашим компьютером, он является наиболее важной частью системы.

Если вы хотите узнать больше о том, что такое ЦП, ознакомьтесь с нашей предыдущей статьей.

Как узнать, какой у вас графический процессор на ПК с Windows 10

Чтобы узнать, какой у вас графический процессор на ПК с Windows 10, щелкните значок увеличительного стекла в левом нижнем углу экрана и введите Диспетчер устройств в строку поиска. Затем щелкните стрелку рядом с пунктом Видеоадаптеры, чтобы увидеть название вашего графического процессора.

Откройте панель поиска Windows. Это кнопка со значком увеличительного стекла в левом нижнем углу экрана.
Затем введите Диспетчер устройств. Закончив ввод, просто нажмите Enter.
Нажмите стрелку раскрывающегося списка рядом с пунктом Адаптеры дисплея. Когда вы нажмете стрелку раскрывающегося списка слева от Видеоадаптеры, название вашей видеокарты появится под заголовком "Видеоадаптеры".

Как узнать, какой у вас графический процессор на Mac

Чтобы узнать, какой графический процессор установлен на вашем Mac, щелкните значок Apple в верхнем левом углу экрана и выберите Об этом Mac. Затем вы увидите название вашего графического процессора рядом с Графика.

Нажмите логотип Apple в верхнем левом углу экрана. После нажатия появится раскрывающееся меню.
Затем нажмите Об этом Mac.
Вы увидите модель вашей видеокарты рядом с Графика.

Если вы хотите узнать больше о графическом процессоре вашего Mac, нажмите кнопку «Отчет о системе» в нижней части окна. Затем выберите Оборудование > Графика/дисплеи на правой боковой панели. Вы увидите более подробную информацию о вашей видеокарте в правой части экрана.

Если вашей видеокарты недостаточно для ваших любимых игр, ознакомьтесь с нашей статьей о лучших игровых ноутбуках здесь.

Читайте также: