Графический процессор (или GPU для краткости) отвечает за обработку всего, что передается от внутренних компонентов ПК на подключенный дисплей. Независимо от того, играете ли вы в игры, редактируете видео или просто смотрите на обои для рабочего стола, все обрабатывается графическим процессором. В этом удобном руководстве мы рассмотрим, что конкретно представляет собой GPU, как он работает и почему вы можете приобрести специальную карту для игр и интенсивных приложений.
На самом деле вам не нужна выделенная карта для подачи контента на монитор. Если у вас есть ноутбук, то, скорее всего, у него есть встроенный графический процессор, который входит в состав чипсета процессора. Эти меньшие и менее мощные решения идеально подходят для настольных ПК, устройств с низким энергопотреблением и в тех случаях, когда просто не стоит вкладывать деньги в видеокарту.
К сожалению, для владельцев ноутбуков, планшетов и некоторых ПК возможность обновления их графического процессора до следующего уровня может отсутствовать. Это приведет к снижению производительности в играх (и редактированию видео и т. Д.) И потребует от владельцев отключить настройки качества графики до абсолютного минимума во многих случаях. Для тех, у кого есть чехол для ПК, доступ к внутренностям и средства для новой карты, вы сможете поднять игровой опыт на новый уровень.
CPU против GPU?
Так зачем нам графический процессор, если у нас уже есть мощный центральный процессор? Проще говоря, графический процессор может обрабатывать намного больше с точки зрения чисел и расчетов. Вот почему он полагается на питание через игровой движок и все, что идет с ним, или интенсивное приложение, такое как набор для редактирования видео. Огромное количество ядер, расположенных на плате графического процессора, может обрабатывать все процессы в один момент времени.
Вот почему биткойн-майнеры полагаются на свой надежный графический процессор для абсолютной мощности (это называется GPGPU — универсальный графический процессор). И CPU, и GPU являются микропроцессорами на основе кремния, но они принципиально различны и используются для разных ролей. Но давайте не будем слишком сильно сбивать процессор. Вы не будете запускать Windows на GPU в ближайшее время. Процессор является мозгом любого ПК и выполняет множество сложных задач, которые GPU не может выполнять так же эффективно.
Представьте, что центральный процессор и графический процессор похожи на мозг и мускулы, первый будет способен работать на множестве различных вычислений, в то время как графический процессор будет выполнять программное обеспечение для рендеринга графики и фокусирования всех доступных ядер на конкретной задаче. Видеокарта включается, когда вам нужно огромное количество энергии для выполнения одной (но очень сложной — из-за сложной графики и геометрии) задачи. Все полигоны!
Игроки
На рынке графических процессоров доминируют два именитых: AMD и NVIDIA. Первым был ATI, и первоначально он начинал с бренда Radeon в 1985 году. NVIDIA выпустила свой первый графический процессор в 1999 году. AMD приобрела и купила ATI в 2006 году и теперь конкурирует с NVIDIA и Intel на двух разных фронтах. На самом деле, когда речь заходит о графическом процессоре, AMD и NVIDIA не так уж и сильно отличаются друг от друга — все зависит от личных предпочтений.
NVIDIA ускорила работу с недавно выпущенной серией GTX 10, но AMD предлагает доступных конкурентов и, как ожидается, выпустит собственное графическое решение высокого класса в ближайшем будущем. Компании обычно работают по параллельной магистрали, выпуская свои собственные решения, например, для работы с GPU и мониторинга синхронизации. В игре участвуют и другие стороны, такие как Intel, которые внедряют собственное графическое решение на кристалле, но вы, вероятно, приобретете карту AMD или NVIDIA.
Внутри ГПУ
Мы определили графический процессор как наиболее мощный компонент в ПК, и большая часть его возможностей обеспечивается за счет VRAM. Эти модули памяти позволяют устройству быстро хранить и принимать данные без необходимости перенаправлять через ЦП в ОЗУ, подключенное к материнской плате. Видео ОЗУ, которое использует ваша видеокарта, отделено от ОЗУ, на котором работает ваш ПК.
Они похожи, но совершенно разные звери. Система, поддерживающая память DDR4, сможет работать с графической картой с оперативной памятью GDDR5. VRAM на видеокарте используется для быстрого хранения и быстрого доступа к данным на карте, а также для буферизации рендеринга кадров для отображения на мониторе. Память также помогает в сглаживании, чтобы уменьшить эффект «неровных краев» на экране, аппроксимируя данные и пытаясь сделать изображения более гладкими.
Увеличение разрешения дисплея позволяет бороться с этим, делая пиксели более многочисленными и меньшими, и, таким образом, человеческому глазу становится труднее их различать (например, «сетчатка» от Apple) — если только вы не посмотрите очень внимательно. Для отображения контента, такого как игры, в более высоком разрешении потребуется больше энергии от графического процессора, так как вам требуется, чтобы устройство выкачивало больше данных. И все эти данные требуют ядер или процессоров, и их много.
Вот почему современные видеокарты имеют сотни и сотни этих ядер. Огромное количество ядер является основной причиной, по которой графический процессор значительно более мощный, чем центральный процессор с его ограниченным числом ядер, когда речь идет о наложении текстур и выводе пикселей. Хотя сами ядра не способны выполнять различные вычисления, которые ЦП должен выполнять каждую секунду, они являются лидерами в своей графической торговле.
Вещи становятся горячими!
Использование всей этой необработанной вычислительной мощности означает, что через GPU проходит много электричества, а много сока — много тепла. Количество тепла, производимого видеокартой (или процессором в этом отношении), измеряется в расчете тепловой мощности (или TDP для краткости) и в ваттах. Это не является прямым показателем энергопотребления, поэтому, если вы посмотрите на этот блестящий новый GTX 1080 и определите его номинальную мощность в 180 Вт, это не значит, что он потребляет ток 180 Вт от вашего блока питания.
Вы должны позаботиться об этом значении просто потому, что вам нужно знать, сколько охлаждения вам понадобится внутри и вокруг карты. Бросок графического процессора с более высоким TDP в плотный корпус с ограниченным потоком воздуха может вызвать проблемы, особенно если вы уже качаете мощный процессор и кулер, которые довели корпус до максимума. Вот почему вы видите огромных поклонников на некоторых графических процессорах, особенно тех, которые разогнаны.
Кстати говоря, ваш GPU может быть даже разогнан. Пока он поддерживает эту функцию, имеет достаточно охлаждения, чтобы справиться с повышенным производством тепла, и у вас стабильная система.
Какой-то жаргон
Архитектура: платформа (или технология), на которой основан графический процессор. Это обычно улучшается компаниями по поколениям карт. Примером может служить архитектура Polaris от AMD.
Пропускная способность памяти: это определяет, насколько эффективно графический процессор может использовать доступную VRAM. Вы можете иметь всю память GDDR5 в мире, но если у карты нет пропускной способности, чтобы эффективно использовать все это, у вас будет узкое место. Рассчитывается с учетом интерфейса памяти.
Скорость заполнения текстуры: определяется тактовой частотой ядра, умноженной на доступные единицы отображения текстуры (TMU). Это количество пикселей, которые могут быть текстурированы в секунду.
Сердечники / Процессоры: количество параллельных ядер (или процессоров), доступных на карте.
Core Clock: идентична тактовой частоте процессора. Как правило, чем выше это значение, тем быстрее будет работать графический процессор. Это ни в коем случае не окончательное сравнение между картами, но является надежным показателем.
SLI / CrossFire: нужно больше энергии? Почему бы не добавить два совместимых графических процессора и соединить их для отображения еще большего количества пикселей? SLI и CrossFire — это технологии NVIDIA и AMD, которые позволяют устанавливать более одной карты GPU и заставлять их работать в тандеме.
В двух словах, это GPU, и мы надеемся, что это небольшое руководство познакомит вас с миром обработки графики. Это важный компонент, который работает исключительно над одной и той же задачей с превосходным уровнем эффективности, создавая удивительные виды на экране.
ТЛ; др
Видеокарты лучше всего подходят для решения графических задач и других задач, для которых специально разработаны многочисленные ядра. Вот почему они необходимы для игр и почему более мощные карты позволяют играть с более высокой точностью и разрешением. Они более мощные, чем ЦП, но реально могут использоваться только для конкретных приложений.