GPU (Grafik İşlem Birimi), yalnızca grafik işleme ve kayan nokta hesaplamaya ayrılmış bir işlemcidir. Kaynak yoğun oyunlar veya 3D grafik uygulamaları söz konusu olduğunda, öncelikle ana işlemcinin çalışmasını kolaylaştırmak için vardır. Bir oyun oynadığınızda, GPU grafiklerin, renklerin ve dokuların oluşturulmasından sorumluyken, CPU yapay zekayı veya oyunun mekaniğinin hesaplamalarını yapabilir.

Akıllı telefon seçerken ilk olarak neye bakarız? Bir an için maliyeti bir yana, yaptığımız ilk şey tabii ki ekran boyutu. Daha sonra kamera, çalışan miktarı, çekirdek sayısı ve işlemci frekansı ile ilgileniyoruz. Ve burada her şey basit: sırasıyla daha fazla, daha iyi ve daha az, daha kötü. Ancak, içinde modern cihazlar bir grafik işlemcisi de kullanılır, yani GPU. Nedir, nasıl çalışır ve neden bu konuda bilgi sahibi olmak önemlidir, aşağıda açıklayacağız.

GPU mimarisi, CPU mimarisinden çok farklı değildir, ancak verimli grafik işleme için daha optimize edilmiştir. GPU'yu başka hesaplamalar yapmaya zorlarsanız, kendisini en kötü yönden gösterecektir.

Ayrı olarak takılan ve yüksek güçte çalışan ekran kartları yalnızca dizüstü ve masaüstü bilgisayarlarda bulunur. -cihazlardan bahsediyorsak, entegre grafiklerden ve SoC (Yonga Üzerinde Sistem) dediğimiz şeyden bahsediyoruz. Örneğin, işlemciye bir grafik işlemcisi entegre edilmiştir. Adreno işlemci 430. Çalışması için kullandığı bellek sistem belleğidir, masaüstü bilgisayarlardaki video kartları için ise yalnızca kendilerine uygun bellek ayrılmıştır. Doğru, hibrit çipler de var.

Çok çekirdekli bir işlemci çalışırken yüksek hızlar, bir GPU'nun üzerinde çalışan birçok işlemci çekirdeği vardır düşük hızlar ve sadece köşelerin ve piksellerin hesaplanmasıyla ilgilenir. Vertex işleme esas olarak bir koordinat sistemi etrafında döner. GPU, ekranda üç boyutlu alan oluşturarak ve nesnelerin içinde hareket etmesine izin vererek geometrik görevleri yerine getirir.

Piksel işleme daha karmaşık ve hesaplama açısından yoğundur. Bu noktada GPU çeşitli katmanlar uygular, efektler uygular, karmaşık dokular ve gerçekçi grafikler oluşturmak için her şeyi yapar. Her iki işlem de işlendikten sonra sonuç akıllı telefonunuzun veya tabletinizin ekranına aktarılır. Tüm bunlar siz oyun oynarken saniyede milyonlarca kez oluyor.

Tabii ki, GPU'nun çalışmasıyla ilgili bu hikaye çok yüzeysel, ancak doğru genel fikri elde etmek ve arkadaşlarınızla veya bir elektronik satıcısıyla sohbeti sürdürmek veya cihazınızın neden bu kadar ısındığını anlamak için yeterlidir. oyun. Daha sonra, belirli oyunlar ve görevlerle çalışırken belirli GPU'ların avantajlarını kesinlikle tartışacağız.

AndroidPit'teki materyallere dayalıdır

Akıllı telefon seçerken ilk olarak neye bakarız? Bir an için maliyeti bir yana, yaptığımız ilk şey tabii ki ekran boyutu. Daha sonra kamera, çalışan miktarı, çekirdek sayısı ve işlemci frekansı ile ilgileniyoruz. Ve burada her şey basit: sırasıyla daha fazla, daha iyi ve daha az, daha kötü. Bununla birlikte, modern cihazlar aynı zamanda bir grafik işlemcisi, yani GPU kullanır. Nedir, nasıl çalışır ve neden bu konuda bilgi sahibi olmak önemlidir, aşağıda açıklayacağız.

GPU (Grafik İşlem Birimi), yalnızca grafik işleme ve kayan nokta hesaplamaya ayrılmış bir işlemcidir. Kaynak yoğun oyunlar veya 3D grafik uygulamaları söz konusu olduğunda, öncelikle ana işlemcinin çalışmasını kolaylaştırmak için vardır. Bir oyun oynadığınızda, GPU grafiklerin, renklerin ve dokuların oluşturulmasından sorumluyken, CPU yapay zekayı veya oyunun mekaniğinin hesaplamalarını yapabilir.

GPU mimarisi, CPU mimarisinden çok farklı değildir, ancak verimli grafik işleme için daha optimize edilmiştir. GPU'yu başka hesaplamalar yapmaya zorlarsanız, kendisini en kötü yönden gösterecektir.

Ayrı olarak takılan ve yüksek güçte çalışan ekran kartları yalnızca dizüstü ve masaüstü bilgisayarlarda bulunur. Android cihazlardan bahsediyorsak, entegre grafiklerden ve SoC (Yonga Üzerinde Sistem) dediğimiz şeyden bahsediyoruz. Örneğin Snapdragon 810 işlemci entegre bir Adreno 430 GPU'ya sahiptir.Çalışması için kullandığı bellek sistem belleğidir, masaüstü PC'lerde grafik kartlarına ise yalnızca kendilerine ayrılan bellek tahsis edilir. Doğru, hibrit çipler de var.

Çok çekirdekli bir işlemci yüksek hızlarda çalışırken, bir GPU'nun düşük hızlarda çalışan ve yalnızca tepe noktası ve piksel hesaplaması yapan birçok işlemci çekirdeği vardır. Vertex işleme esas olarak bir koordinat sistemi etrafında döner. GPU, ekranda üç boyutlu alan oluşturarak ve nesnelerin içinde hareket etmesine izin vererek geometrik görevleri yerine getirir.

Piksel işleme daha karmaşık ve hesaplama açısından yoğundur. Bu noktada GPU çeşitli katmanlar uygular, efektler uygular, karmaşık dokular ve gerçekçi grafikler oluşturmak için her şeyi yapar. Her iki işlem de işlendikten sonra sonuç akıllı telefonunuzun veya tabletinizin ekranına aktarılır. Tüm bunlar siz oyun oynarken saniyede milyonlarca kez oluyor.

Tabii ki, GPU'nun çalışmasıyla ilgili bu hikaye çok yüzeyseldir, ancak doğru genel fikri elde etmek ve arkadaşlarınızla veya bir elektronik satıcısıyla sohbeti sürdürebilmek veya cihazınızın neden bu kadar ısındığını anlamak için yeterlidir. oyun. Daha sonra, belirli oyunlar ve görevlerle çalışırken belirli GPU'ların avantajlarını kesinlikle tartışacağız.

AndroidPit'teki materyallere dayalıdır

GPU nedir ve nasıl çalışır Ernest Vasilevsky

androidinsider.ru

Bilgisayarınızdaki GPU nedir?

herkese iyi günler canım sevgili arkadaşlar ve blogumun misafirleri. Bugün biraz bilgisayarlarımızın donanımından bahsetmek istiyorum. Lütfen söyle bana, GPU diye bir şey duydun mu? Birçok insanın ilk kez böyle bir kısaltma duyduğu ortaya çıktı.

Kulağa ne kadar basmakalıp gelse de, bugün bilgisayar teknolojisi çağında yaşıyoruz ve bazen bilgisayarın nasıl çalıştığı hakkında hiçbir fikri olmayan birini bulmak zor. Yani örneğin birinin bir bilgisayarın merkezi işlem birimi (CPU) sayesinde çalıştığını anlaması yeterlidir.

Birisi daha ileri gidecek ve belirli bir GPU'nun da olduğunu öğrenecek. Böyle karmaşık bir kısaltma, ancak öncekine benzer. Öyleyse bir bilgisayarda GPU'nun ne olduğunu, ne olduklarını ve CPU ile ne gibi farkları olduğunu bulalım.

style = "ekran: blok" data-ad-client = "ca-pub-4066320629007052" data-ad-slot = "5193769527"

data-ad-format = "otomatik">

büyük bir fark değil

Basit bir ifadeyle, GPU, kısmen bir hata olan ve bazen video kartı olarak adlandırılan bir grafik işlemcisidir. Video kartı, tanımladığımız işlemciyi içeren hazır bir bileşen cihazıdır. 3D grafikler oluşturmak için komutları işleyebilir. Bunun için önemli bir unsur olduğunu, video sisteminin bir bütün olarak hızı ve çeşitli yeteneklerinin gücüne bağlı olduğunu belirtmekte fayda var.

GPU kuzeni CPU'ya kıyasla kendine has özellikleri vardır. Temel fark, üzerine inşa edildiği mimaride yatmaktadır. GPU mimarisi, büyük miktarda veriyi daha verimli bir şekilde işleyebilecek şekilde oluşturulmuştur. CPU sırayla verileri ve görevleri işler. Doğal olarak bu özelliği eksi olarak almamalısınız.

GPU Türleri

Çok fazla grafik işlemci türü yoktur, bunlardan biri ayrık olarak adlandırılır ve ayrı modüllerde kullanılır. Böyle bir çip yeterince güçlüdür, bu nedenle radyatörlerden, soğutuculardan oluşan bir soğutma sistemi gerektirir; özellikle yüklü sistemlerde sıvı soğutma kullanılabilir.

Bugün, grafik bileşenlerinin geliştirilmesinde önemli bir adım gözlemleyebiliriz, bunun nedeni görünümdür. Büyük bir sayı GPU türleri. Önceden herhangi bir bilgisayarın oyunlara veya diğer grafik uygulamalarına erişebilmesi için ayrı grafiklerle donatılması gerekirken, şimdi bu görev tümleşik bir grafik işlemcisi olan IGP tarafından gerçekleştirilebiliyor.

Hemen hemen her bilgisayar (sunucular hariç) artık dizüstü veya masaüstü bilgisayar olsun, entegre grafiklerle donatılmıştır. Video işlemcinin kendisi, güç tüketimini ve cihazın fiyatını önemli ölçüde azaltabilen CPU'nun içine yerleştirilmiştir. Ek olarak, bu tür grafikler diğer alt türlerde olabilir, örneğin: ayrık veya karma ayrık.

İlk seçenek, anakartta lehimleme veya ayrı bir mobil modül olan en pahalı çözümü ifade eder. İkinci seçeneğe bir nedenden dolayı hibrit denir, aslında, tahtaya lehimlenmiş küçük video belleği kullanır, ancak aynı zamanda RAM pahasına genişletebilir.

Doğal olarak, bu tür grafik çözümleri tam teşekküllü ayrık video kartlarına yetişemez, ancak zaten oldukça iyi sonuçlar veriyorlar. Her durumda, geliştiricilerin çaba gösterecekleri çok şey var, belki de gelecek böyle bir kararın arkasında.

Bu konuda, belki de her şeye sahibim. Umarım makaleyi beğenmişsinizdir! Seni tekrar blogumda görmek için sabırsızlanıyorum. Sana iyi şanslar. Güle güle!

koskomp.ru

Entegre GPU - neden gerekli?

Gömülü grafikler nedir?

Entegre bir GPU, hem oyuncular hem de iddiasız kullanıcılar için önemli bir rol oynar.

Oyunların, filmlerin, internette video izlemenin ve görüntülerin kalitesi buna bağlıdır.

GPU anakartın içine yerleştirilmiştir

GPU, bilgisayarın ana kartına entegre edilmiştir - entegre GPU böyle görünür.

Kural olarak, bir grafik bağdaştırıcısı - video kartı takma ihtiyacını ortadan kaldırmak için kullanırlar.

Bu teknoloji, bitmiş ürünün maliyetini düşürmeye yardımcı olur. Ek olarak, bu tür işlemcilerin kompaktlığı ve iddiasız güç tüketimi nedeniyle, genellikle dizüstü bilgisayarlara ve düşük güç tüketimine kurulurlar. masaüstü bilgisayarlar.

Böylece entegre GPU'lar bu boşluğu o kadar doldurdu ki, ABD mağaza raflarındaki dizüstü bilgisayarların %90'ında böyle bir işlemci var.

Geleneksel bir video kartı yerine, bilgisayarın RAM'inin kendisi genellikle entegre grafiklerde yardımcı bir araçtır.

Ancak bu çözüm, cihazın performansını bir şekilde sınırlandırıyor. Yine de bilgisayarın kendisi ve GPU, bellek için aynı veri yolunu kullanır.

Dolayısıyla bu "mahalle", özellikle karmaşık grafiklerle çalışırken ve oyun sırasında görevlerin performansını etkiler.

Menüye dön

GPU Türleri

Yerleşik grafiklerin üç grubu vardır:

1. Paylaşılan bellek grafikleri - ana işlemciyle paylaşılan kontrole dayalı bir cihaz Veri deposu... Bu, maliyeti önemli ölçüde azaltır, enerji tasarruf sistemini iyileştirir, ancak performansı düşürür. Buna göre, karmaşık programlarla çalışanlar için bu tür bir entegre GPU'nun uygun olmama olasılığı daha yüksektir.
2. Ayrık grafikler - bir video yongası ve bir veya iki video bellek modülü anakartta lehimlenmiştir. Bu teknoloji, görüntü kalitesini önemli ölçüde artırır ve en iyi sonuçlarla 3D grafiklerle çalışmayı mümkün kılar. Doğru, bunun için çok para ödemeniz gerekecek ve her bakımdan yüksek güçlü bir işlemci arıyorsanız, maliyet inanılmaz derecede yüksek olabilir. Ek olarak, elektrik faturası biraz artacaktır - ayrık GPU'ların güç tüketimi normalden daha yüksektir.
3. Hibrit ayrık grafikler - oluşturulmasını sağlayan önceki iki türün bir kombinasyonu PCI veri yoluİfade etmek. Böylece belleğe erişim, hem lehimlenmemiş video belleği hem de operatif olan aracılığıyla gerçekleştirilir. Bu çözümle üreticiler, uzlaşmacı bir çözüm oluşturmak istediler, ancak yine de dezavantajları ortadan kaldırmıyor.

menüye dön

Kural olarak, Intel, AMD ve Nvidia gibi büyük şirketler, entegre grafik işlemcilerinin üretimi ve geliştirilmesi ile uğraşmaktadır, ancak birçok küçük işletme de bu alanda yer almaktadır.

Kullanıcılar, AMD ekran kartlarının Intel'den daha güçlü olduğunu düşünüyor. Ancak, Intel neden memnun etmedi? İstatistiklere inanıyorsanız, mikro devrelerin satışında liderler.

Menüye dön

Intel GPU'lar

Bu şirket, Westmere sürümünden entegre video kartları kullanmaya başladı.

Bundan sonra, HD Graphics yalnızca Pentium ve Celeron'a kuruldu. Haswell neslinden bu yana, yeni bir çip sınıflandırması geliştirildi: 4 - Haswell, 5 - Broadwell. Ancak Skylake neslinden beri etiketleme tekrar değişti.

İşaretleme dört türe ayrılır:

• P - devre dışı bırakılmış video çekirdeği;
• C - LGA için özel olarak tasarlanmış;
• R - BGA için;
• H - için tasarlanmış mobil cihazlar(İris Pro).

menüye dön

Intel'in entegre grafiklerdeki en son gelişmelerinden biri Intel HD Graphics 530'dur.

Üreticileri şu şekilde konumlandırılmıştır: en uygun çözümçoğu için bile güçlü oyunlar ancak, gerçek o kadar iyimser değil.

Kurulan yeni grafik kartı Skylake grafik çekirdeğinde. Sırasıyla, her biri üç bölümden oluşan bir veya daha fazla modül temelinde inşa edilmiştir.

Grafik verilerini işlemek için 8 yürütücüyü birbirine bağlarlar ve her şeye ek olarak, bellek ve doku örnekleyicilerle çalışan özel modüller içerirler.

Ek olarak, grafik çekirdeği, bazı işlevleri iyileştiren ve ekleyen modül dışı bir kısma sahiptir.

Şimdi Intelürünlerinin gücünü artırmanın yanı sıra yeni işlevler ekleyerek doğrudan çalışır.

Örneğin, GPU başlatıldı yeni teknoloji Kalitede önemli bir kayıp olmadan video oluşturmanıza olanak tanıyan Kayıpsız Render Hedef Sıkıştırma.

Ayrıca şirket, oyunlardaki entegre işlemcilerin hızını %3-11 oranında artırmak için çalıştı.

Geliştiriciler ayrıca video oynatma kalitesi üzerinde de çalıştı - entegre video kartı ayrıca 4K çözünürlüğü de destekliyor.

Oyunlar için çoğu iyi çalışır, ancak hevesli oyuncular için AMD 10 bir göz atmaya değer.

Grafik performansları, HD Graphics 530'unkini önemli ölçüde aşıyor. Dolayısıyla, HD Graphics 530 video çekirdeği, çoğunlukla basit ağ oyunları için uygundur ve elbette sıradan mini oyunları da işleyecektir.

Menüye dön

AMD GPU'lar

Entegre grafik çekirdeğine sahip AMD işlemciler, Intel'in neredeyse doğrudan rakipleridir.

Rekabet, elbette, para için en iyi değeri sağlamaktır. İşin tuhafı, AMD hala satış payı daha yüksek olan rakibinin gerisinde kalıyor.

Ancak iş AMD işlemciler bazen çok daha iyi.

Ancak, ayrık işlemciler söz konusu olduğunda durum tamamen farklıdır. Yaklaşık %51 AMD'nin payıdır. Bu nedenle, ayrık grafiklerle ilgileniyorsanız, bu şirkete dikkat etmelisiniz.

Intel HD Graphics 530'a iyi bir rakip olan AMD'nin son gelişmelerinden biri de AMD A10-7850K.

Menüye dön

anlamına gelir verilen tip karma bir görünüme entegre grafikler. Kaveri çekirdeği 8 asenkron hesaplama motoru içerir. Ayrıca, x86 çekirdekleri ile sistem belleğine eşit erişime sahiptirler.

Özellikle, HSA'nın yardımıyla, hesaplamalı kümeler, diğer çekirdeklerden bağımsız olarak kendi süreçlerini yürütür.

Böylece A10-7850K'nın emrinde 4 çekirdek ve 8 grafik kümesi bulunuyor.

AMD bu konuda bu gelişmeyi 12 çekirdekli işlemci olarak adlandırıyor. Doğru, her şey o kadar düzgün değil: 12 çekirdek eşdeğer değil, özel program kodlarına ihtiyaçları var.

İşletim sisteminin kendisi ek sekiz çekirdeği fark etmeyecek, ancak aynı 4 x86 çekirdeği görecek.

Genel olarak, x86 bileşeni tüm izlenimi biraz bozar.

Örneğin, saat hızı çok acı çekti. Ve o kadar ki, önceki model bile daha güçlü olacak. Belki gelecekte üretici bu parametreyi düzeltecektir. Yine de, en az 4 GHz iyileştirilmiş performans ve performans göstergesi.

Açık şu an Ağır yük sırasında bu entegre grafiklerin ortalama frekansı 3,8 GHz'dir. Normal konumda 1,7 GHz'e ulaşır.

Bu nedenle, bu ayrık grafik modeli orta derecede güçlüdür, ancak aynı zamanda Intel'deki muadilinden biraz daha ucuzdur. Böyle bir cihaz oyunları çekecek, üç boyutlu bir görüntü ile de çalışacak.

Menüye dön

Entegre grafik çıkışları

Entegre grafikleri etkinleştirmek kolaydır. Çoğu zaman, monitörün kendisi, kendisine bağlı olan video kartındaki görüntüyü görüntüler.

Doğru ve benzeri otomatik mod her zaman çalışmıyor. O zaman sorunu kendiniz çözmeniz gerekiyor - BIOS'taki ayarları değiştirin.

Bunu yapmak zor değil. Önce Birincil Ekranı Bulun veya Ekranı Başlatın. Böyle bir şey görmüyorsanız, Yerleşik, PCI, AGP veya PCI-E'yi arayın (hepsi anakartta kurulu veri yollarına bağlıdır).

Örneğin, PCI-E'yi seçerek, PCI-Express video kartını etkinleştirir ve yerleşik tümleşik olanı devre dışı bırakırsınız.

Bu nedenle, entegre video kartını etkinleştirmek için BIOS'ta uygun parametreleri bulmanız gerekir. Başlatma işlemi genellikle otomatiktir.

Menüye dön

Katıştırılmış işlemci nasıl etkinleştirilir

Devre dışı bırakmak en iyi şekilde BIOS'ta yapılır. Bu, neredeyse tüm PC'ler için uygun olan en basit ve en iddiasız seçenektir. Tek istisna bazı dizüstü bilgisayarlardır.

Yine, masaüstündeyseniz BIOS'ta Çevre Birimleri veya Tümleşik Çevre Birimleri arayın.

Dizüstü bilgisayarlar için işlevin adı farklıdır ve her zaman aynı değildir. Bu yüzden sadece grafiklerle ilgili bir şeyler bulun. Örneğin, gerekli seçenekler Advanced ve Config bölümlerine yerleştirilebilir.

Bağlantı kesme de farklı şekillerde yapılır. Bazen “Devre Dışı” seçeneğine tıklamak ve PCI-E ekran kartını listeye ilk sıraya koymak yeterlidir.

Dizüstü bilgisayar kullanıcısıysanız, uygun bir seçenek bulamazsanız paniğe kapılmayın, önceden böyle bir işleve sahip olmayabilirsiniz. Diğer tüm cihazlar için aynı kurallar basittir - BIOS'un kendisi nasıl görünürse görünsün doldurma aynıdır.

İki ekran kartınız varsa ve ikisi de cihaz yöneticisinde gösteriliyorsa, mesele oldukça basittir: bunlardan birine tıklayın Sağ Taraf fare ve "devre dışı bırak" ı seçin. Ancak, ekranın sönebileceğini unutmayın. Dizüstü bilgisayarlarda, durum böyle olabilir.

Ancak bu aynı zamanda çözülebilir bir sorundur. Bilgisayarınızı yeniden başlatmanız veya HDMI veya VGA üzerinden ikinci bir monitör bağlamanız yeterlidir.

Üzerinde sonraki tüm ayarları yapın. işe yaramazsa Bu taraftan, ile eylemlerinizi geri alın güvenli mod... Ayrıca başvurabilirsiniz önceki yol- BIOS aracılığıyla.

İki program - NVIDIA Kontrol Merkezi ve Catalyst Kontrol Merkezi - belirli bir video adaptörünün kullanımını yapılandırır.

Diğer iki yöntemle karşılaştırıldığında en iddiasızlar - ekranın BIOS aracılığıyla kapanması pek mümkün değil, ayrıca ayarları yanlışlıkla kaybetmezsiniz.

NVIDIA için tüm ayarlar 3D bölümündedir.

Tamamı için tercih ettiğiniz video adaptörünü seçebilirsiniz. işletim sistemi, ve belirli programlar ve oyunlar için.

Catalyst yazılımında, aynı işlev, Değiştirilebilir Grafikler alt öğesinin altındaki Güç seçeneğinde bulunur.

Bu nedenle, GPU'lar arasında geçiş yapmak zor değildir.

Orada farklı yöntemler, özellikle hem programlar aracılığıyla hem de BIOS aracılığıyla, Bir veya daha fazla tümleşik grafiğin etkinleştirilmesi veya devre dışı bırakılması, esas olarak görüntüyle ilgili bazı hatalara eşlik edebilir.

Ekran kararabilir veya bozulma görünebilir. BIOS'a bir şey eklemediyseniz, hiçbir şey bilgisayardaki dosyaları etkilememelidir.

Menüye dön

Gömülü grafiklere mi ihtiyacınız var?

Sonuç olarak, düşük maliyetli ve kompakt olmaları nedeniyle entegre grafik işlemciler talep görmektedir.

Bunun için bilgisayarın kendisinin performans düzeyi ile ödeme yapmanız gerekecektir.

Bazı durumlarda, entegre grafikler çok önemlidir - ayrık işlemciler, 3D görüntülerle çalışmak için idealdir.

Artı, endüstri liderleri Intel, AMD ve Nvidia'dır. Her biri kendi grafik hızlandırıcılarını, işlemcilerini ve diğer bileşenlerini sunar.

En son popüler modeller Intel HD Graphics 530 ve AMD A10-7850K'dır. Oldukça işlevseller, ancak bazı kusurları var. Bu özellikle, bitmiş ürünün gücü, üretkenliği ve maliyeti için geçerlidir.

Gömülü bir çekirdeğe sahip bir grafik işlemcisini veya BIOS, yardımcı programlar ve çeşitli programlar aracılığıyla bağımsız olarak etkinleştirebilir veya devre dışı bırakabilirsiniz, ancak bilgisayarın kendisi bunu sizin için yapabilir. Her şey, monitörün kendisine hangi video kartının bağlı olduğuna bağlıdır.

geek-nose.com

Grafik işlemcisi (işlev ve yapı özellikleri)

Modern video kartları, grafiklerle çalışırken muazzam bilgi işlem gücü gereksinimleri nedeniyle, kendi komuta merkezleriyle, başka bir deyişle bir grafik işlemcisiyle donatılmıştır.

Bu, geniş "kapsamından" dolayı modern oyun endüstrisinin gereksinimleriyle baş edemeyen merkezi işlemciyi "boşaltmak" için yapıldı.

Grafik işlemciler (GPU), karmaşıklık açısından merkezi işlemcilerden kesinlikle daha düşük değildir, ancak dar uzmanlıkları nedeniyle, grafik işleme, görüntü oluşturma ve ardından bir monitörde görüntüleme göreviyle daha verimli bir şekilde başa çıkabilirler.

Parametreler hakkında konuşursak, GPU'larda çok benzerler. merkezi işlem birimleri... Bunlar, işlemcinin mikro mimarisi, çekirdeğin saat frekansı, üretim süreci gibi herkes tarafından zaten bilinen parametrelerdir. Ama aynı zamanda oldukça spesifik özelliklere de sahipler. Örneğin, bir GPU'nun önemli bir özelliği Piksel Boru Hatlarının sayısıdır. Bu özellik, GPU robotlarının bir saat döngüsü başına işlenen piksel sayısını belirler. Bu boru hatlarının sayısı değişebilir, örneğin Radeon HD 6000 serisinin grafik yongalarında sayıları 96'ya kadar çıkabilir.

Piksel boru hattı, özelliklerini dikkate alarak bir sonraki görüntünün sonraki her pikselini hesaplamakla meşgul. Oluşturma sürecini hızlandırmak için, aynı görüntünün farklı piksellerini oluşturan birkaç paralel ardışık düzen kullanılır.

Ayrıca, piksel boru hatlarının sayısı önemli bir parametreyi etkiler - video kartını doldurma hızı. Bir video kartının doluluk oranı, çekirdek frekansı boru hatlarının sayısıyla çarpılarak hesaplanabilir.

Doluluk oranını hesaplayalım, örneğin AMD grafik kartları Radeon HD 6990 (Şekil 2) Bu çipin GPU çekirdeğinin frekansı 830 MHz ve piksel boru hatlarının sayısı 96'dır. Basit matematiksel hesaplamalarla (830x96), doluluk oranının 57,2 olacağı sonucuna varıyoruz. Gpiksel / s.

Piksel boru hatlarına ek olarak, her boru hattında doku birimleri de vardır. Doku birimleri ne kadar fazlaysa, bir boru hattı geçişinde o kadar fazla doku uygulanabilir ve bu da aşağıdakileri etkiler: Genel performans tüm video sistemi. Yukarıda bahsedilen AMD Radeon HD 6990 yongasında, doku getirme birimlerinin sayısı 32x2'dir.

Grafik işlemcilerde, başka bir boru hattı türü ayırt edilebilir - tepe noktaları, üç boyutlu bir görüntünün geometrik parametrelerini hesaplamaktan sorumludurlar.

Şimdi, adım adım, biraz basitleştirilmiş, ardışık düzen hesaplama sürecine ve ardından görüntü oluşumuna bakalım:

1. aşama. Dokuların köşeleri hakkındaki veriler, geometri parametrelerinin hesaplanmasında yer alan köşe boru hatlarına gider. Bu aşamada "T&L" (Transform & Lightning) bloğu bağlanır. Bu blok, 3B sahnelerde aydınlatma ve görüntü dönüşümünden sorumludur. Vertex ardışık düzenindeki veri işleme, Vertex Shader programı tarafından gerçekleştirilir.

Modern cihazlarda GPU olarak da adlandırılan bir grafik işlemci kullanılır. Nedir ve çalışma prensibi nedir? GPU (Grafik, ana görevi grafikleri ve kayan nokta hesaplamalarını işlemek olan bir işlemcidir. GPU, 3D grafikli ağır oyunlar ve uygulamalar söz konusu olduğunda ana işlemcinin işini kolaylaştırır.

Nedir?

GPU grafikler, dokular, renkler oluşturur. Birden çok çekirdeğe sahip bir işlemci yüksek hızlarda çalışabilir. Grafikler, çoğunlukla düşük hızlarda çalışan çok sayıda çekirdeğe sahiptir. Piksel ve köşe hesaplamaları yaparlar. İkincisinin işlenmesi esas olarak koordinat sisteminde gerçekleşir. Grafik işlemci, ekranda üç boyutlu bir alan yaratarak çeşitli görevleri yerine getirir, yani içindeki nesneler hareket eder.

Çalışma prensibi

GPU ne işe yarar? 2D ve 3D grafik işleme ile ilgilenir. GPU sayesinde bilgisayar önemli görevleri daha hızlı ve daha kolay tamamlayabilir. GPU'nun özelliği, hesaplama hızını maksimum düzeyde arttırmasıdır. Mimarisi, görsel bilgilerin bir bilgisayarın merkezi CPU'sundan daha verimli bir şekilde işlenmesine izin verecek şekilde tasarlanmıştır.

3B modellerin çerçeveye yerleştirilmesinden sorumludur. Ayrıca işlemcilerin her biri içinde bulunan üçgenleri filtreler. Hangilerinin görünürde olduğunu belirler, diğer nesnelerin arkasına gizlenmiş olanları kaldırır. Işık kaynaklarını çizer, bu ışık kaynaklarının rengi nasıl etkilediğini belirler. Grafik işlemcisi (ne olduğu - makalede açıklanmıştır) bir görüntü oluşturur, bunu ekranda kullanıcıya gösterir.

Yeterlik

GPU'nun verimli çalışmasını sağlayan nedir? Sıcaklık. PC ve dizüstü bilgisayarlarla ilgili sorunlardan biri aşırı ısınmadır. Bu olur asıl sebep neden cihaz ve elemanları hızla başarısız oluyor. İşlemci sıcaklığı 65 °C'yi aştığında GPU sorunları başlar. Bu durumda kullanıcılar, işlemcinin daha zayıf çalışmaya başladığını fark eder, artan sıcaklığı kendi kendine düşürmek için saat döngülerini atlar.

Sıcaklık durumu 65-80 ° С - kritik. Bu durumda sistem yeniden başlatmaya başlar (acil), bilgisayar kendi kendine kapanır. Kullanıcının GPU sıcaklığının 50 °C'yi geçmediğini izlemesi önemlidir. T 30-35 ° C boşta iken normal kabul edilir, 40-45 ° C saatlerce yük ile. Sıcaklık ne kadar düşük olursa, bilgisayarın performansı o kadar iyi olur. İçin anakart, video kartları, kılıflar ve sabit sürücüler- sıcaklık rejimleri.

Ancak birçok kullanıcı, verimliliğini artırmak için işlemcinin sıcaklığını nasıl azaltacağı konusunda da endişeleniyor. İlk önce aşırı ısınmanın nedenini bulmanız gerekir. Bu, soğutma sisteminin tıkanması, kurutulmuş termal macun, kötü amaçlı yazılım, CPU hız aşırtması, ham BIOS bellenimi. Bir kullanıcının yapabileceği en basit şey, işlemcinin kendisinde bulunan termal gresi değiştirmektir. Ayrıca, soğutma sisteminin temizlenmesi gerekir. Uzmanlar ayrıca güçlü bir soğutucu kurmanızı, hava sirkülasyonunu iyileştirmenizi tavsiye ediyor. sistem birimi, grafik soğutucusunun dönüş hızını artırın. Tüm bilgisayarlar ve GPU'lar aynı sıcaklık azaltma şemasına sahiptir. Cihazı zamanında izlemek ve temizlemek önemlidir.

özgüllük

GPU video kartında bulunur, asıl görevi 2D ve 3D grafikleri kullanmaktır. Bilgisayara bir GPU takılıysa, cihazın işlemcisi gereksiz iş yapmaz, bu nedenle daha hızlı çalışır. ana özellik grafik, asıl amacı nesneleri ve dokuları, yani grafik bilgilerini hesaplama hızını artırmaktır. İşlemci mimarisi, görsel bilgileri işlemek için çok daha verimli çalışmalarını sağlar. Sıradan bir işlemci bunu yapamaz.

Görüntüleme

GPU nedir? Bu, video kartında bulunan bir bileşendir. Birkaç tür çip vardır: yerleşik ve ayrık. Uzmanlar, ikincisinin göreviyle daha iyi başa çıktığını söylüyor. Gücünde farklılık gösterdiğinden ayrı modüllere kurulur, ancak mükemmel soğutmaya ihtiyaç duyar. Hemen hemen tüm bilgisayarlarda entegre bir grafik işlemci bulunur. Güç tüketimini birkaç kat azaltmak için CPU'ya kurulur. Ayrık güçle karşılaştırılamaz, ama aynı zamanda iyi özellikler, iyi sonuçlar gösterir.

Bilgisayar grafikleri

Bu nedir? Görüntü oluşturmak ve görsel bilgiyi işlemek için bilgisayar teknolojisinin kullanıldığı faaliyet alanının adıdır. Bilimsel de dahil olmak üzere modern bilgisayar grafikleri, sonuçları grafiksel olarak işlemenize, diyagramlar, grafikler, çizimler oluşturmanıza ve ayrıca çeşitli sanal deneyler gerçekleştirmenize olanak tanır.

Teknik ürünler, yapıcı grafikler kullanılarak oluşturulur. Bilgisayar grafiklerinin başka türleri de vardır:

• animasyon;
• multimedya;
• sanatsal;
• reklam;
• açıklayıcı.

Teknik açıdan bilgisayar grafikleri 2D ve 3D görüntülerdir.

CPU ve GPU: fark

Bu iki atama arasındaki fark nedir? Birçok kullanıcı, GPU'nun (yukarıda açıklanan) ve video kartının farklı görevler gerçekleştirdiğinin farkındadır. Ayrıca, iç yapılarında farklılık gösterirler. Hem CPU hem de GPU'nun birçok benzerliği vardır, ancak bunlar farklı amaçlar için yapılmıştır.

CPU, kısa bir süre içinde belirli bir talimat zincirini yürütür. Aynı anda birkaç zincir oluşturacak şekilde yapılır, talimat akışını birçok parçaya böler, yürütür ve sonra belirli bir sırayla tekrar bir bütün halinde birleştirir. İş parçacığındaki talimat, onu takip edenlere bağlıdır, bu nedenle CPU az sayıda yürütme birimi içerir, burada ana öncelik, kesinti süresini azaltmak için yürütme hızına verilir. Bütün bunlar bir boru hattı ve önbellek ile gerçekleştirilir.

GPU'nun başka bir önemli işlevi daha vardır - oluşturma. görsel efektler ve 3D grafikler. Daha kolay çalışır: girişte çokgenler alır, gerekli mantıksal işlemleri yapar ve matematiksel işlemler, piksel koordinatlarını verir. GPU'nun işi, çok sayıda farklı görev akışını yönetmektir. Özelliği, CPU'ya kıyasla büyük ama yavaş performansa sahip olmasıdır. Ayrıca modern GPU'lar 2000'den fazla yürütme birimine sahiptir. Belleğe erişim yöntemlerinde birbirlerinden farklıdırlar. Örneğin, grafikler büyük önbelleğe alınmış belleğe ihtiyaç duymaz. GPU verim daha fazla. eğer açıkla basit kelimelerle, daha sonra CPU, programın görevlerine göre kararlar verir ve GPU, birçok özdeş hesaplamayı gerçekleştirir.

Birçoğu GPU kısaltmasını gördü, ancak herkes bunun ne olduğunu bilmiyor. o bileşen hangisinin bir parçası video kartları... Bazen video kartı olarak da adlandırılır, ancak bu doğru değildir. GPU devrede işlemeüç boyutlu bir görüntü oluşturan komutlar. Bu, gücüne bağlı olan ana unsurdur. hız tüm video sistemi.

Orada birkaç tür bu tür cipsler - ayrık ve yerleşik... Tabii ilkinin daha iyi olduğunu hemen belirtmekte fayda var. Ayrı modüllere yerleştirilir. Güçlüdür ve iyi gerektirir soğutma... İkincisi neredeyse tüm bilgisayarlara kurulur. CPU'nun içine yerleştirilmiştir, bu da güç tüketimini önemli ölçüde düşürür. Tabii ki, tam teşekküllü ayrık yongalarla karşılaştırılamaz, ancak şu anda oldukça iyi gösteriyor Sonuçlar.

işlemci nasıl çalışır

GPU meşgul işleme 2D ve 3D grafikler. GPU sayesinde bilgisayarın CPU'su daha özgür hale gelir ve daha önemli görevleri yerine getirebilir. GPU'nun ana özelliği, maksimize etmeye çalışmasıdır. hızı artırmak grafik bilgilerinin hesaplanması. Çip mimarisi daha fazlasını sağlar yeterlik bir bilgisayarın merkezi CPU'su yerine grafik bilgilerini işleyin.

GPU kümeleri yerçerçeve içinde üç boyutlu modeller. meşgul filtrelemeİçlerindeki üçgenlerden hangilerinin görünür olduğunu belirler ve diğer nesneler tarafından gizlenenleri keser.

Modern video kartları, grafiklerle çalışırken muazzam bilgi işlem gücü gereksinimleri nedeniyle kendi komutlarıyla donatılmıştır.merkez, başka bir deyişle - bir grafik işlemcisi.

Bu, geniş "kapsamından" dolayı modern tarafından ortaya konan gereksinimlerle baş edemeyen merkezi işlemciyi "boşaltmak" için yapıldı.oyun endüstrisi.

Grafik işlemciler (GPU), karmaşıklık açısından merkezi işlemcilerden kesinlikle daha düşük değildir, ancak dar uzmanlıkları nedeniyle, grafik işleme, görüntü oluşturma ve ardından bir monitörde görüntüleme göreviyle daha verimli bir şekilde başa çıkabilirler.

Parametreler hakkında konuşursak, grafik işlemcilerde merkezi işlemcilere çok benzerler. Bunlar, işlemcinin mikro mimarisi gibi herkes tarafından zaten bilinen parametrelerdir. saat frekansıçekirdek çalışması, üretim süreci. Ama aynı zamanda oldukça spesifik özelliklere de sahipler. Örneğin, bir GPU'nun önemli bir özelliği Piksel Boru Hatlarının sayısıdır. Bu özellik, GPU robotlarının bir saat döngüsü başına işlenen piksel sayısını belirler. Bu boru hatlarının sayısı değişebilir, örneğin Radeon HD 6000 serisinin grafik yongalarında sayıları 96'ya kadar çıkabilir.

Piksel boru hattı, özelliklerini dikkate alarak bir sonraki görüntünün sonraki her pikselini hesaplamakla meşgul. Oluşturma sürecini hızlandırmak için, aynı görüntünün farklı piksellerini oluşturan birkaç paralel ardışık düzen kullanılır.

Ayrıca, piksel boru hatlarının sayısı önemli bir parametreyi etkiler - video kartını doldurma hızı. Bir video kartının doluluk oranı, çekirdek frekansı boru hatlarının sayısıyla çarpılarak hesaplanabilir.

Örneğin bir AMD Radeon HD 6990 ekran kartı için doluluk oranını hesaplayalım. (incir. 2) Bu çipin GPU çekirdek frekansı 830 MHz ve piksel boru hattı sayısı 96'dır. Basit matematiksel hesaplamalarla (830x96), doluluk oranının 57,2 Gpiksel/sn olacağı sonucuna varıyoruz.

Pirinç. 2

Piksel boru hatlarına ek olarak, her boru hattında doku birimleri de vardır. Ne kadar çok doku birimi olursa, bir ardışık düzen geçişinde o kadar çok doku uygulanabilir ve bu da tüm video sisteminin genel performansını etkiler. Yukarıda bahsedilen AMD Radeon HD 6990 yongasında, doku getirme birimlerinin sayısı 32x2'dir.

Grafik işlemcilerde, başka bir boru hattı türü ayırt edilebilir - tepe noktaları, üç boyutlu bir görüntünün geometrik parametrelerini hesaplamaktan sorumludurlar.

Şimdi, adım adım, biraz basitleştirilmiş, ardışık düzen hesaplama sürecine ve ardından görüntü oluşumuna bakalım:

1 - inci aşama.Dokuların köşeleri hakkındaki veriler, geometri parametrelerinin hesaplanmasında yer alan köşe boru hatlarına gider. Bu aşamada "T&L" (Transform & Lightning) bloğu bağlanır. Bu blok, 3B sahnelerde aydınlatma ve görüntü dönüşümünden sorumludur. Vertex ardışık düzenindeki veri işleme, Vertex Shader programı tarafından gerçekleştirilir.

2 - ey sahne.Görüntü oluşumunun ikinci aşamasında, üç boyutlu nesnelerin görünmeyen çokgenlerini ve yüzlerini kesmek için özel bir Z-tamponu bağlanır. Sonra bu piksel gölgelendiriciler savaşa girdiği için dokuları filtreleme süreci var. OpenGL veya Direct3D API'leri, aşağıdakilerle çalışmak için standartları tanımlar: üç boyutlu görüntüler... Uygulama belirli bir standart OpenGL veya Direct3D işlevini çağırır ve gölgelendiriciler bu işlevi yapar.

3. aşama.Ardışık düzende işlemede bir görüntü oluşturmanın son aşamasında, veriler şuraya aktarılır: özel tamponçerçeveler.

Bu nedenle, şimdi grafik işlemcilerin yapısını ve çalışma ilkelerini kısaca gözden geçirdik, bilgi elbette algı için "kolay" değil, genel olarak bilgisayar geliştirme Oldukça faydalı olacağını düşünüyorum :)