GPU hoặc Đơn vị xử lý đồ họa là một vi mạch chuyên dụng được thiết kế để đặc biệt thực hiện các tác vụ liên quan đến đồ họa với tốc độ nhanh hơn nhiều so với CPU hoặc Bộ phận xử lý trung tâm; đơn vị xử lý trung tâm; Bộ phận điện tử Trung tâm.
Nói chung, GPU xử lý mặt trực quan của trò chơi điện tử cũng như phần mềm chỉnh sửa video, thiết kế đồ họa, thiết kế 3D và các công cụ tương tự khác. Gần đây, GPU cũng đã được đưa vào sử dụng để thực hiện một số tác vụ không phải đồ họa như khai thác tiền điện tử, hoạt động tốt với thiết kế bên trong độc đáo của chúng.
Nội dung bài viết
Sự khác biệt giữa GPU và CPU
Mọi máy tính, dù là máy tính xách tay, máy tính bảng hay máy chơi game đều có CPU. CPU là bộ não của máy. Khi bạn chạy phần mềm trên thiết bị của mình, CPU sẽ tuân theo các hướng dẫn và thực hiện tất cả các phép toán cần thiết. Tất nhiên, mọi vi mạch đều thực hiện các lệnh, vậy điều gì khiến CPU trở nên đặc biệt?
Hầu hết các CPU hiện đại đều có bốn lõi CPU, mặc dù con số này đang tăng lên nhanh chóng. Số lượng phép tính mà một CPU có thể thực hiện cùng một lúc bị giới hạn bởi số lượng lõi. Nhưng CPU rất giỏi trong việc thực hiện một số lượng nhỏ các phép tính phức tạp thuộc bất kỳ loại nào, rất nhanh chóng, hết cái này đến cái khác.
Tuy nhiên, các GPU hiện đại có một triết lý thiết kế rất khác. Thay vì một số lượng nhỏ các lõi xử lý phức tạp, đầy đủ chức năng, chúng có hàng trăm hoặc hàng nghìn lõi xử lý đơn giản được thiết kế để thực hiện các lệnh song song, đặc biệt liên quan đến đồ họa.
Ví dụ, một hướng dẫn tô bóng một pixel trong hình ảnh theo một cách nhất định. Màn hình máy tính hiện đại có hàng triệu pixel. Để kết xuất và tạo hình ảnh động đồ họa 3D thực tế với tốc độ khung hình mượt mà đòi hỏi sức mạnh xử lý song song khổng lồ này. Vì vậy, nếu bạn muốn xử lý rất nhiều lệnh đơn giản cùng một lúc, bạn cần có GPU.
GPU và card đồ họa có giống nhau không?
Việc sử dụng các thuật ngữ “GPU” và “card đồ họa” thay thế cho nhau đã trở nên phổ biến. Dẫn đến tình huống ai đó sẽ nói rằng máy tính của họ không có GPU, nhưng ý họ thực sự là máy tính không có card đồ họa.
GPU là gì? GPU đề cập cụ thể đến bản thân bộ vi xử lý, nhưng tất nhiên GPU không thể tự hoạt động. Nó cần các thành phần khác để thực hiện công việc của nó. Vì vậy, chúng ta hãy xem xét các cách khác nhau mà GPU được đóng gói.
Thẻ đồ họa
Card đồ họa là một thiết bị rời cắm vào một khe cắm tiêu chuẩn trên bo mạch chủ máy tính của bạn. Nó bao gồm bảng mạch in, GPU, bộ nhớ, các đầu nối màn hình, đầu nối nguồn và các thành phần khác nhau mà GPU cần.
Card đồ họa cũng có hệ thống làm mát chuyên dụng giúp giữ cho GPU trong nhiệt độ hoạt động an toàn. Lợi ích chính của card đồ họa là chúng có thể dễ dàng thay thế bằng các mẫu mới hơn mà không cần phải thay thế toàn bộ máy tính hoặc bo mạch chủ.
GPU tích hợp
GPU tích hợp được tích hợp trong cùng một vỏ với CPU. Vì vậy, một máy tính được trang bị một trong những thứ này không cần một card đồ họa riêng để hoạt động. Các đầu nối màn hình được cung cấp bởi bo mạch chủ và GPU chia sẻ cùng một nhóm bộ nhớ với CPU. Tất nhiên, CPU và GPU cũng chia sẻ cùng một hệ thống làm mát và cấp nguồn.
GPU tích hợp ngày nay khá mạnh và một số thậm chí có thể được sử dụng cho đồ họa trò chơi video khiêm tốn, nhưng lợi thế chính của chúng là tiết kiệm chi phí và không gian. Đó là lý do tại sao chúng là một giải pháp phổ biến trong nhiều máy tính xách tay.
Máy tính bảng và điện thoại thông minh cũng có GPU tích hợp, nhưng đây là một phần của gói “hệ thống trên chip”. Trên máy tính, chỉ CPU và GPU dùng chung một gói Trong trường hợp của các SoC, RAM, bộ lưu trữ, bộ điều khiển ngoại vi và các thành phần khác tạo nên toàn bộ hệ thống đều nằm trên cùng một gói silicon.
GPU chuyên dụng
GPU chuyên dụng khác với card đồ họa và các GPU tích hợp. Dễ hiểu nhất về nó là một card đồ họa đã được tích hợp sẵn trong máy tính. Máy tính xách tay là thiết bị chính sử dụng GPU chuyên dụng.
Cũng giống như với card đồ họa, GPU có bộ nhớ và tản nhiệt riêng, nhưng không giống như card đồ họa, bạn không thể thay đổi hoặc nâng cấp GPU chuyên dụng của mình. Có một số ít máy tính xách tay sử dụng mô-đun GPU có thể hoán đổi cho nhau, nhưng đây là một ngoại lệ hiếm hoi.
Thẻ đồ họa bên ngoài
Một sự phát triển gần đây, card đồ họa gắn ngoài, sử dụng các cổng tốc độ cao trên máy tính hiện đại. Thunderbolt 3 qua USB C là giải pháp được lựa chọn. Các card bên ngoài có thể là một giải pháp tích hợp hoặc đơn giản là một vỏ bọc mà bạn có thể sử dụng với bất kỳ card đồ họa nào phù hợp.
Đây là một giải pháp tốt cho những người dùng máy tính xách tay muốn có một giải pháp GPU mạnh hơn khi ở bàn làm việc. Bạn có thể đọc thêm về GPU bên ngoài trong bài viết của chúng tôi về chúng.
Hiểu thông số kỹ thuật GPU
Nếu bạn muốn biết cách chọn giữa các card đồ họa khác nhau, hãy xem hướng dẫn người mua card đồ họa để được giải thích chi tiết về thông số kỹ thuật GPU. Nếu bạn chỉ muốn tóm tắt nhanh, đây là những con số quan trọng khi nói đến GPU:
- Số lượng bộ xử lý
- Số lượng bộ nhớ
- Tổng băng thông bộ nhớ
- Các tính năng đặc biệt, chẳng hạn như dò tia phần cứng
Thật không may, biết những con số hoặc chi tiết này sẽ không cho bạn biết nhiều về cách một GPU hoặc card đồ họa nhất định sẽ hoạt động. Cuối cùng, điều quan trọng nhất là hiệu suất với các ứng dụng bạn muốn chạy, mà bạn có thể dễ dàng tìm thấy trong các điểm chuẩn được xuất bản trực tuyến.
Nhiệm vụ tính toán GPU chung
Điều quan trọng cuối cùng cần biết về GPU hiện đại là chúng có thể được sử dụng cho một số tác vụ không phải đồ họa. Vì GPU về cơ bản được tạo thành từ một số lượng lớn các bộ xử lý đơn giản, bất kỳ công việc nào cần nhiều phép tính được thực hiện song song đều có thể được hưởng lợi từ việc chạy trên GPU.
Ví dụ: thương hiệu thẻ Nvidia hoạt động với hướng dẫn CUDA (Kiến trúc thiết bị hợp nhất tính toán). Bạn có thể viết phần mềm bằng CUDA để phần mềm sử dụng thiết kế độc đáo của GPU để tăng tốc một số loại tính toán nhất định.
Ngoài ra còn có OpenCL, không được gắn với một thương hiệu thẻ cụ thể. GPU đang được áp dụng cho phân tích dữ liệu lớn, học máy, học sâu, khai thác tiền điện tử và danh sách các công việc nâng cao ngày càng tăng mà trước đây cần phải có siêu máy tính.
Bây giờ tôi có thể nhìn rõ rồi
Đây là những thông tin quan trọng nhất bạn cần biết về GPU là gì. Bây giờ bạn biết chúng là gì, chúng được sử dụng để làm gì và chúng khác với các loại bộ vi xử lý khác như thế nào. Tất cả chúng ta nên biết ơn GPU. Sử dụng máy tính sẽ ít màu sắc và thân thiện hơn nếu không có chúng!
