Что такое GPU в компьютере и как работает графический процессор

Graphics Processing Unit (GPU) – это обозначение графического процессора, одного из видов микропроцессоров. Понятие часто используется взаимозаменяемо с термином «видеокарта», что не совсем правильно, потому как технически это основная часть/чип на видеокарте.

GPU (читается, как ГПУ) является частью ноутбуков, персональных и производственных компьютеров, игровых консолей и смартфонов. Что такое GPU, и для чего конкретно он нужен, читайте дальше.

GPU – что это

GPU (Graphics Processing Unit) – это видеокарта или графический процессор, основная задача которого заключается в обработке вычислений и графики. Он ускоряет вывод графики на монитор/экран прибора или устройства.

К примеру, играть в видеоигры с высоким разрешением невозможно без графического процессора, ведь необходимую вычислительную мощность может обеспечить только этот компонент. Любой ПК использует графический процессор для рендеринга (визуализации) изображений, видео и 2D- или 3D-анимации.

Что такое GPU в компьютере

GPU облегчает роботу основного процессора (ЦП) в компьютере, если речь идёт о ресурсоёмких приложениях или играх. Графический чип берёт на себя вычисления, связанные с анимационной частью, когда у центрального процессора есть более ответственные задачи.

Графический процессор выполняет быстрые математические подсчёты и освобождает ЦП для других задач.

В то время как центральный процессор использует несколько крупных ядер, предназначенных для последовательной обработки, GPU имеет тысячи маленьких ядер. Они предназначенных для многозадачности, и используется в графических видеокартах для игр.

Иными словами, GPU – это творческая составляющая ЦП (основного мозга). Без графического процессора привлекательные визуально изображения выглядели бы как простые линии, точки или столбцы картинок. Хотя это маленький по размеру чип из полупроводников, однако его особенности и потенциал вовсе не малый.

Итак, мы выяснили, что GPU это:

1. В GPU содержатся несколько сотен вычислительных ядер, с помощью которых сложные расчёты выполняются очень быстро. Энергии при таких вычислениях потребляется значительно меньше, чем при работе CPU.
2. С GPU обработка графики в видеороликах, графических программах и играх выполняется быстрее и эффективнее, благодаря разделению процессов. Это позволяет разгрузить ЦПУ для других задач.
3. Графический процессор может взять на себя дополнительные вычисления вместо основного чипсета. И позволяет быстрее выполнять расчёты с плавающей точкой или с одинаковой, или сходной формулой.
4. GPU разделяет потоки и выполняет сразу несколько процессов, когда пользователь работает с несколькими программами одновременно.

Где и как работает GPU

Графический процессор используется при сложных алгебраических и геометрических расчётах, которые помогают спроецировать и визуализировать изображения на экран.

Некоторые GPU успешно применяются для обработки больших массивов данных.

Устройства для таких вычислений работают с узкоспециализированным программным обеспечением. При работе выделяется тепло. Чем больше операций выполняется, тем больше тепла выделяется. Чтобы устройство не перегревалось, оно охлаждается радиатором, который чаще всего располагается на микрочипе.

Для достижения максимального качества отображаемой картинки в GPU применяется:

• Полноэкранный режим выравнивания краёв 3D-объектов.
• Анизотропная фильтрация, которая увеличивает чёткость видео.

GPU Memory что это? Графический ускоритель создаёт изображения, и для их хранения на устройстве используется видеопамять (VRAM). Она хранит информацию обо всех пикселях, их цвете и положении. Часть видеопамяти служит для хранения кадров с завершёнными изображениями и отображает их, когда поступает команда от GPU.

Типы графических процессоров

Видеопамять обрабатывает задачи с огромной скоростью и является двунаправленной – система считывает и записывает данные одновременно.

Существует два основных типа графических процессоров:

1. Интегрированные графические процессоры (располагаются на ЦП ПК и делят память с основным процессором).
2. Дискретные графические процессоры, которые живут на собственной карте и имеют свою видеопамять (VRAM). Поэтому ПК не должен использовать свою оперативную память (RAM) для работы GPU.

Чаще всего интегрированные GPU используются в ноутбуках, поэтому важно до покупки убедиться, хватит ли вам мощности графического процессора.

Большинство портативных компьютеров не рассчитаны на последующие глобальные обновления компонентов. Если на стационарном компьютере уже есть интегрированный графический процессор, дополнительно можно установить и дискретный. Обновить в этом случае мощность не составит труда. Но, дискретные видеокарты выделяют больше тепла и потребляют больше энергии.

Использование графических процессоров

Графические процессоры широко применяются не только в сфере игр и получения высококлассной анимации. Они также используются для различных бизнес-решений.

Здесь важно понимать, что не все GPU одинаковые. Если вы ищете специализированный корпоративный процессор, разработанный с учётом конкретных приложений, вероятно, стоит выбрать процессор бизнес-класса.

Новейшей и максимально требовательный к ресурсам GPU-процесс – это создание нейронных сетей и обработка функций машинного обучения.

Одно из последних применений графических процессоров связано с интересом к криптовалютам и технологиям блокчейна. Поскольку со временем графические процессоры стали более мощными, многие использую их в качестве инструментов для майнинга криптовалюты. Ведь они способны выполнять необходимые вычисления в блокчейне, для получения вознаграждений.

Как работает видеокарта – видео

Павлина Pandora

Второе имя Павлины — Pandora. Не потому, что она опасна, как мифологический ящик, а из-за страсти к познанию нового и неизвестного. Нет темы, которую ей не удалось бы раскрыть, даже если это принесёт разочарование. Почему она в TehnObzor? Вот ответ… «Мне не только с детства интересны технологии и гаджеты, но и то, как они меняют людей, их быт или межличностные отношения».