GPU أو وحدة المعالجة الرسوميةعبارة عن شريحة صغيرة مُصممة خصيصًا للقيام بالمهام المتعلقة بالرسومات بمعدل أسرع بكثير من وحدة المعالجة المركزية أو المركزية وحدة المعالجة.
بشكل عام ، تتعامل GPUs مع الجانب المرئي لألعاب الفيديو بالإضافة إلى برامج تحرير الفيديو والتصميم الجرافيكي والتصميم ثلاثي الأبعاد والأدوات المشابهة الأخرى. في الآونة الأخيرة ، تم استخدام وحدات معالجة الرسومات أيضًا للقيام ببعض المهام غير الرسومية مثل تعدين العملات المشفرة ، والتي تعمل بشكل جيد مع تصميمها الداخلي الفريد.
الفرق بين GPU و CPU
لكل جهاز كمبيوتر ، سواء كان جهاز كمبيوتر محمول أو جهاز لوحي أو وحدة تحكم ألعاب ، وحدة المعالجة المركزية. وحدة المعالجة المركزية هي دماغ الآلة. عندما تقوم بتشغيل برنامج على جهازك ، فإن وحدة المعالجة المركزية هي التي تتبع التعليمات وتقوم بكل العمليات الحسابية اللازمة. بالطبع ، كل رقاقة تعمل بالتعليمات ، فما الذي يجعل وحدة المعالجة المركزية مميزة؟
تحتوي معظم وحدات المعالجة المركزية الحديثة على أربعة نوى وحدة المعالجة المركزية ، على الرغم من أن هذا الرقم ينمو بسرعة. عدد الحسابات التي يمكن أن تقوم بها وحدة المعالجة المركزية في نفس الوقت مقيد بعدد النوى. لكن وحدة المعالجة المركزية جيدة جدًا في إجراء عدد صغير من الحسابات المعقدة من أي نوع ، بسرعة كبيرة ، واحدة تلو الأخرى.
ومع ذلك ، تتميز وحدات معالجة الرسومات الحديثة بفلسفة تصميم مختلفة تمامًا. بدلاً من عدد قليل من مراكز معالجة معقدة وكاملة الوظائف ، لديهم مئات أو آلاف من معالجات المعالج البسيطة المصممة لتنفيذ التعليمات بالتوازي ، والمتعلقة بالرسومات تحديدًا.
على سبيل المثال ، تعليمات لتظليل بكسل في الصورة بطريقة معينة. تحتوي شاشات الكمبيوتر الحديثة على ملايين البكسل. يتطلب عرض الرسوم المتحركة ثلاثية الأبعاد الواقعية وتحريكها بمعدلات إطارات سلسة قوة المعالجة المتوازية الضخمة هذه. لذلك إذا كنت تريد معالجة الكثير من الأوامر البسيطة في نفس الوقت ، فأنت تريد GPU.
In_content_1 all: [300x250] / dfp: [640x360]- ->هل GPUs وبطاقات الرسومات هي نفس الشيء؟
أصبح من الشائع استخدام المصطلحين "GPU" و "بطاقة الرسومات" بالتبادل. مما يؤدي إلى مواقف حيث سيقول شخص ما أن جهاز الكمبيوتر الخاص به لا يحتوي على GPU ، ولكن ما يعنيه حقًا هو أن الكمبيوتر لا يحتوي على بطاقة رسومات.
ما هي وحدة معالجة الرسومات ؟؟؟ يشير GPU بشكل خاص إلى المعالج الدقيق نفسه ، ولكن بالطبع لا يمكن أن يعمل GPU بمفرده. يحتاج مكونات أخرى للقيام بعمله. لذا دعنا نراجع الطرق المختلفة التي يتم بها حزم وحدات معالجة الرسومات.
بطاقات الرسومات
بطاقة الرسومات هي جهاز منفصل يتم توصيله بفتحة قياسية على اللوحة الأم للكمبيوتر. وتتكون من لوحة الدوائر المطبوعة ووحدة معالجة الرسومات والذاكرة وموصلات العرض وموصلات الطاقة والمكونات المختلفة الأخرى التي تحتاجها وحدة معالجة الرسومات.
تحتوي بطاقات الجرافيكس أيضًا على أنظمة تبريد مخصصة تساعد على إبقاء وحدة معالجة الرسومات في درجة حرارة تشغيل آمنة. تتمثل الفائدة الرئيسية لبطاقات الجرافيكس في أنه يمكن استبدالها بسهولة بموديلات جديدة دون الحاجة إلى استبدال الكمبيوتر أو اللوحة الأم بأكملها.
GPUs المتكاملة
تم دمج GPUs المتكاملة في نفس الإسكان كوحدة معالجة مركزية. لذلك لا يحتاج الكمبيوتر المجهز بأحد هذه البطاقات إلى بطاقة رسومات منفصلة للعمل. يتم توفير موصلات الشاشة بواسطة اللوحة الأم وتشارك وحدة معالجة الرسومات في نفس مجموعة الذاكرة مثل وحدة المعالجة المركزية. بالطبع ، تشترك وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات أيضًا في نفس نظام التبريد وإمدادات الطاقة.
تتميز وحدات معالجة الرسومات المدمجة بقوة هذه الأيام ويمكن استخدام بعضها لرسومات ألعاب الفيديو المتواضعة ، ولكن ميزتها الرئيسية هي التكلفة وتوفير المساحة. وهذا هو سبب كونها حلاً شائعًا في العديد من أجهزة الكمبيوتر المحمولة.
تحتوي الأجهزة اللوحية والهواتف الذكية أيضًا على وحدات معالجة رسومات مدمجة ، ولكنها جزء من حزمة "نظام على شريحة". على أجهزة الكمبيوتر ، تشترك وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات فقط في نفس الحزمة في حالة SoCs ، فإن ذاكرة الوصول العشوائي ووحدات التخزين ووحدات التحكم الطرفية والمكونات الأخرى التي يتكون منها النظام بأكمله كلها في نفس حزمة السيليكون.
مخصصة وحدات معالجة الرسومات
تتميز وحدة معالجة الرسومات المخصصة عن بطاقة الرسوميات ووحدات معالجة الرسومات المدمجة. من الأسهل التفكير فيها على أنها بطاقة رسومات مضمنة في الكمبيوتر. أجهزة الكمبيوتر المحمولة هي الأجهزة الرئيسية التي تستخدم وحدات معالجة الرسومات المخصصة.
تمامًا كما هو الحال مع بطاقة الرسومات ، تتمتع وحدة معالجة الرسومات بذاكرة وتبريد خاصين بها ، ولكن بخلاف بطاقة الرسومات ، لا يمكنك تغيير أو ترقية وحدة معالجة الرسومات المخصصة الخاصة بك. هناك عدد قليل من أجهزة الكمبيوتر المحمولة التي تستخدم وحدات GPU القابلة للتبديل ، ولكن هذا استثناء نادر.
بطاقات الرسومات الخارجية
تطور حديث ، بطاقات رسومات خارجية ، تستخدم المنافذ عالية السرعة على أجهزة الكمبيوتر الحديثة. منفذ Thunderbolt 3 عبر USB C هو الحل المفضل. يمكن أن تكون البطاقات الخارجية حلاً متكاملاً ، أو ببساطة حاوية يمكن استخدامها مع أي بطاقة رسومية تناسبك.
يعد هذا حلاً جيدًا لمستخدمي أجهزة الكمبيوتر المحمول الذين يرغبون في حل GPU أقوى عندما يكونون على المكتب. يمكنك قراءة المزيد عن GPUs الخارجية في مقالتنا عنها.
فهم مواصفات GPU
إذا كنت ترغب في معرفة كيفية الاختيار بين بطاقات الرسومات المختلفة ، فعليك ألق نظرة على دليل المشتري لبطاقة الرسومات للحصول على شرح مفصل لمواصفات GPU. إذا كنت تريد فقط عرضًا سريعًا ، فإليك الأرقام الرئيسية التي تهمك عندما يتعلق الأمر بوحدات معالجة الرسومات:
لسوء الحظ ، لن تعلمك هذه الأرقام أو التفاصيل كثيرًا حول كيفية أداء وحدة معالجة الرسوميات أو بطاقة الرسومات. في النهاية ، الأمر الأكثر أهمية هو الأداء مع التطبيقات التي تريد تشغيلها ، والتي يمكنك العثور عليها بسهولة في المعايير المنشورة على الإنترنت.
مهام الحوسبة العامة GPU
آخر شيء مهم يجب معرفته حول GPUs الحديثة هي أنه يمكن استخدامها لمهام معينة غير الرسومات. نظرًا لأن وحدات معالجة الرسومات تتكون بشكل أساسي من عدد هائل من المعالجات البسيطة ، فقد تستفيد أي وظيفة تتطلب الكثير من العمليات الحسابية بالتوازي من العمل على وحدة معالجة الرسومات.
على سبيل المثال ، ماركة Nvidia تعمل البطاقات مع تعليمات CUDA (Compute Unified Device Architecture). يمكنك كتابة برنامج باستخدام CUDA حتى يستفيد من التصميم الفريد لوحدة معالجة الرسومات لتسريع أنواع معينة من الحسابات.
هناك أيضًا OpenCL ، غير مرتبط بعلامة تجارية معينة للبطاقة. يتم تطبيق وحدات معالجة الرسومات على تحليل البيانات الضخمة ، والتعلم الآلي ، والتعلم العميق ، والتنقيب عن العملات الرقمية ، وقائمة متزايدة من الوظائف المتقدمة التي كانت ستحتاج إلى أجهزة كمبيوتر فائقة في الماضي.
يمكنني رؤيتها بوضوح الآن
هذه أهم الحقائق التي تحتاج إلى معرفتها عن وحدات معالجة الرسومات. الآن أنت تعرف ما هي ، وما الذي تستخدم من أجله ، وكيف تختلف عن الأنواع الأخرى من المعالجات. يجب أن نكون جميعًا ممتنين لوحدات معالجة الرسومات. سيكون استخدام أجهزة الكمبيوتر أقل حيوية وملونة بدونها!