Графикалық процессор

Графикалық процессор (ағылш. graphics processing unit, GPU) — графикалық рендерингті орындайтын дербес компьютердің немесе ойын консолінің жеке құрылғысы; 2010 жылдардың басында графикалық процессорлар басқа құрылғыларда: планшеттік компьютерлерде, ендірілген жүйелерде, сандық теледидарларда жаппай қолданыла бастады.

Заманауи графикалық процессорлар компьютерлік графиканы өңдеуде және көрсетуде өте тиімді, мамандандырылған құбыр архитектурасының арқасында олар әдеттегі орталық процессорға қарағанда графикалық ақпаратты өңдеуде әлдеқайда тиімді.

Заманауи бейне адаптерлердегі графикалық процессор үш өлшемді графиканың үдеткіші ретінде қолданылады.

Оны дискретті графикалық картаның бөлігі ретінде де, интеграцияланған шешімдерде де қолдануға болады (Солтүстік көпірге немесе гибридті процессорға салынған).

Сипаттамасы

Процессормен салыстырғанда айрықша ерекшеліктері:

текстуралар мен күрделі графикалық объектілерді есептеу жылдамдығын арттыруға бағытталған сәулет;

шектеулі командалар жиынтығы.

GPU-дің Жоғары есептеу қуаты архитектураның ерекшеліктерімен түсіндіріледі. Қазіргі заманғы CPU-да ядролардың саны аз (GPU-мен салыстырғанда), ал GPU бастапқыда көптеген ядролары бар көп ағынды құрылым ретінде жасалған. Архитектурадағы айырмашылық жұмыс принциптеріндегі айырмашылықты анықтайды. Егер CPU архитектурасы ақпаратты дәйекті өңдеуді көздейтін болса, онда GPU Тарихи түрде компьютерлік графиканы өңдеуге арналған, сондықтан жаппай параллельді есептеулерге арналған.

Осы екі архитектураның әрқайсысының өзіндік артықшылықтары бар. CPU дәйекті тапсырмалармен жақсы жұмыс істейді. Өңделетін ақпараттың үлкен көлемімен GPU айқын артықшылыққа ие. Шарт бір ғана - есепте параллелизм байқалуы керек.

Графикалық процессорлар көптеген практикалық есептеу есептерін олардың көмегімен оңай шешуге болатын және көп ядролы жүйелерге қарағанда жылдамырақ болатын Даму нүктесіне жетті. Болашақ есептеу архитектуралары параллель ядролардан тұратын және көп ядролы процессорлармен байланыста жұмыс істейтін графикалық процессорлары бар гибридті жүйелерге айналады. Профессор Джек Донгарра (Jack Dongarra), Директор Инновационной вычислительной лаборатории Университета штата Теннесси, 2011

Графикалық процессорлардың заманауи модельдерін (бейне адаптерінің бөлігі ретінде) жалпы есептеулер үшін толығымен қолдануға болады (GPGPU қараңыз). Бұған мысал ретінде 5700XT (AMD-ден) немесе GTX 1660 Super (nVidia-дан) чиптерін келтіруге болады.

Сыртқы графикалық процессор (eGPU)

Сыртқы GPU-бұл компьютер корпусының сыртында орналасқан GPU. Сыртқы графикалық процессорлар кейде ноутбуктермен бірге қолданылады. Ноутбуктерде жедел жады (RAM) және жеткілікті қуатты орталық процессор (CPU) болуы мүмкін, бірақ көбінесе қуатты графикалық процессор жетіспейді, оның орнына қуаты аз, бірақ энергияны үнемдейтін интеграцияланған графикалық чип қолданылады. Кірістірілген графикалық чиптер әдетте соңғы ойындарды ойнату үшін немесе бейнені өңдеу сияқты басқа графикалық қарқынды тапсырмалар үшін жеткілікті күшті емес.

Сондықтан графикалық процессорды ноутбуктің кейбір сыртқы шиналарына қосу мүмкіндігі болған жөн. PCI Express-бұл мақсат үшін жиі қолданылатын жалғыз шина. Порт, мысалы, ExpressCard немесе mPCIe порты (PCIe × 1, сәйкесінше 5 немесе 2,5 Гбит / с дейін) немесе Thunderbolt 1, 2 немесе 3 порты (PCIe × 4, сәйкесінше 10, 20 немесе 40 Гбит / с дейін) болуы мүмкін. Бұл порттар тек кейбір ноутбуктер үшін қол жетімді.

Сыртқы GPU жеткізушілердің ресми қолдауына ие болмады. Алайда, бұл энтузиастардың eGPU параметрлерін енгізуіне кедергі болмады.

Бағдарламалық қамтамасыз ету

Бағдарламалық деңгейде бейне процессор есептеулерді (үш өлшемді графиканы есептеу) ұйымдастыруға арналған қолданбалы бағдарламалаудың белгілі бір интерфейсін (API) пайдаланады.

Ең алғашқы үдеткіштер Voodoo Graphics графикалық процессорларына негізделген графикалық карталар үшін 3dfx Interactive әзірлеген үш өлшемді графика үшін Glide — API қолданды.

Графикалық карталардағы үдеткіштердің ұрпақтарын олар қолдайтын DirectX және OpenGL нұсқаларына сәйкес санауға болады.