Mi az a GPU?

A grafikus feldolgozó egység, vagy GPU a számítástechnika egyik legfontosabb típusává vált, mind a személyi, mind az üzleti számítástechnikában. A párhuzamos feldolgozásra tervezett GPU-t számos alkalmazásban használják, többek között grafikai és videorenderelésre. Bár a GPU-k leginkább a játékokban nyújtott képességeikről ismertek, egyre népszerűbbek a kreatív termelésben és a mesterséges intelligenciában (AI) való felhasználásukban is.

A GPU-kat eredetileg a 3D-s grafika renderelésének felgyorsítására tervezték. Idővel egyre rugalmasabbá és programozhatóbbá váltak, ami továbbfejlesztette képességeiket. Ez lehetővé tette a grafikai programozók számára, hogy érdekesebb vizuális effekteket és realisztikusabb jeleneteket hozzanak létre fejlett világítási és árnyékolási technikákkal. Más fejlesztők is elkezdték kihasználni a GPU-k erejét, hogy drámaian felgyorsítsák a nagy teljesítményű számítástechnikában (HPC), a mélytanulásban és más területeken alkalmazott további munkaterheket.

GPU és CPU: Együttműködés

A GPU közeli rokonának, a CPU-nak (központi feldolgozó egység) a kiegészítéseként fejlődött ki. Míg a CPU-k az architektúrális innovációk, a gyorsabb órajelek és a magok hozzáadása révén folyamatosan növelték a teljesítményt, a GPU-kat kifejezetten a számítógépes grafikai munkaterhelések felgyorsítására tervezték. Rendszervásárláskor hasznos lehet ismerni a CPU és a GPU szerepét, hogy mindkettőből a legtöbbet hozhassa ki.

GPU vs. grafikus kártya: Mi a különbség?

Bár a GPU és a grafikus kártya (vagy videokártya) kifejezéseket gyakran felváltva használják, e kifejezések között finom különbség van. Hasonlóan ahhoz, ahogyan az alaplap tartalmazza a CPU-t, a grafikus kártya egy olyan kiegészítő kártyára utal, amely a GPU-t tartalmazza. Ez a kártya tartalmazza a GPU működéséhez és a rendszer többi részéhez való csatlakozáshoz szükséges alkatrészek egész sorát is.

A GPU-knak két alapvető típusa van: integrált és diszkrét. Az integrált GPU egyáltalán nem különálló kártyán van, hanem a CPU mellé van beépítve. A diszkrét GPU egy különálló chip, amely saját áramköri lapra van szerelve, és jellemzően egy PCI Express foglalathoz csatlakozik.

Integrált grafikus feldolgozóegység

A piacon lévő GPU-k többsége valójában integrált grafikus processzor. Tehát, mi is az integrált grafikus processzor, és hogyan működik a számítógépében? Az alaplapon teljesen integrált GPU-val ellátott CPU vékonyabb és könnyebb rendszereket, alacsonyabb energiafogyasztást és alacsonyabb rendszerköltségeket tesz lehetővé.

Diszkrét grafikus feldolgozóegység

Számos számítástechnikai alkalmazás jól futtatható integrált GPU-val. A nagyobb erőforrás-igényű, nagy teljesítményigényű alkalmazások esetében azonban a diszkrét GPU (néha dedikált grafikus kártyának is nevezik) jobban megfelel a feladatra.

Ezek a GPU-k a feldolgozási teljesítményt további energiafogyasztás és hőtermelés árán növelik. A diszkrét GPU-k általában dedikált hűtést igényelnek a maximális teljesítmény érdekében.

Mire használják a GPU-kat?

Két évtizeddel ezelőtt a GPU-kat elsősorban valós idejű 3D-s grafikus alkalmazások, például játékok gyorsítására használták. A 21. század elején azonban a számítógépes tudósok felismerték, hogy a GPU-kban rejlik a világ legnehezebb számítástechnikai problémáinak megoldására való képesség.

Ez a felismerés indította el az általános célú GPU-k korszakát. Ma már a grafikus technológiát egyre szélesebb körben alkalmazzák a problémák egyre szélesebb körére. A mai GPU-k minden korábbinál jobban programozhatók, ami rugalmasságot biztosít számukra a hagyományos grafikus renderelésen messze túlmutató alkalmazások széles körének felgyorsításához.

GPU-k a játékhoz

A videojátékok egyre számításigényesebbé váltak, hiperrealisztikus grafikával és hatalmas, bonyolult játékvilágokkal. A fejlett kijelzőtechnológiák, például a 4K képernyők és a nagy frissítési frekvenciák, valamint a virtuális valóságban játszott játékok elterjedése miatt a grafikus feldolgozással szemben támasztott követelmények gyorsan nőnek. A GPU-k képesek a grafika 2D-s és 3D-s megjelenítésére is. A jobb grafikai teljesítménynek köszönhetően a játékok nagyobb felbontásban, gyorsabb képkocka sebességgel vagy mindkettővel játszhatók.

GPU-k videoszerkesztéshez és tartalomkészítéshez

A videoszerkesztők, grafikusok és más kreatív szakemberek évek óta küszködtek a hosszú renderelési időkkel, amelyek lekötötték a számítási erőforrásokat és elfojtották a kreatív folyamatokat. Most a GPU-k által kínált párhuzamos feldolgozás gyorsabbá és egyszerűbbé teszi a videók és grafikák nagyobb felbontású formátumokban történő renderelését.

GPU a gépi tanuláshoz

A GPU-technológia legizgalmasabb alkalmazásai közé tartozik az AI és a gépi tanulás. Mivel a GPU-k rendkívüli mennyiségű számítási képességet tartalmaznak, hihetetlen gyorsulást tudnak nyújtani olyan munkaterhelésekben, amelyek kihasználják a GPU-k rendkívül párhuzamos jellegét, például a képfelismerésben. A mai mélytanulási technológiák közül számos a GPU-k és a CPU-k együttes működésére támaszkodik.