GPU oder Grafikprozessor: Was ist das, wozu dient es und wie funktioniert es?

Le GPU oder Grafikprozessor ist eine sehr wichtige Komponente in den heutigen Computern, weil sie ermöglicht es Ihnen, unglaubliche Grafiken zu reproduzieren und natürlich können die Benutzer davon profitieren. Wenn Sie also ein großer Fan von Videospielen und hochauflösenden Inhalten sind, möchten Sie alles darüber wissen.

Diese Komponente funktioniert in a ähnlich einem Prozessor , sondern analysiert hauptsächlich Computerbilder, ohne andere allgemeinere Aspekte zu berücksichtigen.

Dazu, Es gibt mehrere Arten, jede mit ihren Vor- und Nachteilen , und heute erfahren Sie auch mehr darüber, um die richtige Grafikkarte für Sie zu finden. Wir zeigen Ihnen auch die Unterschiede zwischen dem und le Prozessor ein Computer. Schließlich werden wir das beliebte Konzept der GPU-Beschleunigung .

Was ist GPU oder Grafikprozessor und wofür wird sie in einem Computer verwendet?

Dies ist ein Videokomponente von technologischen Geräten (Computer, Fernseher, Smartphones usw.), die die Funktion haben, Prozessgrafiken . Darüber hinaus können all diese Informationen an den Monitor gesendet werden.

Das heißt einerseits, dass er interpretiert die von der CPU an ihn gesendeten Daten, ordnet sie und berechnet die Werte, die ihn interessieren, um alles in seinem eigenen Gedächtnis zu speichern; auf der anderen Seite er führt die Verarbeitung des Gespeicherten durch und wandelt es um , damit das betreffende Ausgabegerät (meist ein Monitor) es analog analysieren und interpretieren kann.

Es sollte erwähnt werden, dass es derzeit andere Funktionen aus Supercomputing und Netzwerkmanagement sowie TV-Tuning, Videoaufnahme, spezielle Konnektivität mit Peripheriegeräten usw. integriert.

Auf jeden Fall umfasst sein Werk die Generation von Anti - Offset, Rendering, Textur-Mapping, Unschärfe, Schattierung, Tessellation, Spekulation usw.

Diese Komponente, wie wir zu Beginn gesagt haben, ist einer CPU sehr ähnlich, so etwas wie die Version davon für den grafischen Kontext von Computern . Die Grafikprozessoreinheit ist ein Coprozessor, der Bilder analysiert, um die Last zu verringern auf der Prozessor ein Computer.

Somit ist diese Last geringer, wenn sie von der CPU verarbeitet wird, und daher kann sie ihre Funktionen leichter ausführen, ohne sie erzwingen zu müssen.

Physikalisch gesehen finden wir ein Stück Hardware, eine sogenannte Grafikkarte , die alle Software und andere Elemente enthält die an diesen Aufgaben arbeiten. Einer davon ist die GPU, obwohl es bereits üblich ist, die beiden Konzepte als Synonyme zu verwenden. Letztendlich ist die Prozessoreinheit der Hauptteil der Karte, die, wie wir wiederholen, das physische Element ist, die Hardware, die alles enthält.

Normalerweise wird es wie einige der anderen Komponenten in einem Computer an das Motherboard angeschlossen. Kann auch nur eingebaute Software und Chip sein in der Karte oder sogar in der CPU, nicht anschließbar, dh es ist kein Teil hinzuzufügen (wir werden später sehen, wenn wir die Kartentypen kennen).

Einige Möglichkeiten zur Benennung dieser Einheit, in mehr Grafikkarte (die wir bereits gesehen haben, sind nicht die gleichen, aber wir haben uns entschieden, ihnen die gleiche Bedeutung zu geben) und die Grafikverarbeitungseinheit sind die Grafikkarte, die Grafikkarte oder der Grafikbeschleuniger.

Apropos komplettes Konzept der Grafik- oder Videokarte, wir können nicht umhin zu erwähnen, dass andere Teile das GRAM sind, das ist der Grafikspeicher mit Direktzugriff (RAMDAC), der für die Umwandlung eines digitalen Signals in ein analoges Signal verantwortlich ist, und die Ausgänge, die kann DVI, VGS, HDMI, DP sein ...

zu sein Aussehen, es tritt in den 80er Jahren auf und stammt, wie viele andere Entwicklungen in der Branche, aus der Hand von IBM, das von einem Apple-Computer inspiriert wurde, um die Entwicklung der ersten Grafikkarte durchzuführen. Als merkwürdige Tatsache weisen Sie darauf hin, dass es austauschbar war. Es war 4 KB groß und wurde an einen Monitor angeschlossen.

Funktionsweise und Eigenschaften der GPU in einem PC

Grafikprozessoren (GPUs) sind mit vielen Prozessorkernen entwickelt, die mit niedrigen Taktfrequenzen arbeiten . Dies ist das Gegenteil von Prozessoren, die über wenige Kerne, aber sehr hohe Taktfrequenzen verfügen.

Der Computer analysiert die Informationen, die der Graph gesendet hat, und wandelt sie in Informationen um, die das Ausgabegerät oder Peripheriegerät interpretieren kann.

Im Moment Das Design der Grafikprozessoreinheit umfasst zwei Hauptfunktionen: Pixel- und Vertexverarbeitung .

Als nächstes werden wir sehen, wie jeder von ihnen funktioniert:

Behandlung von Scheitelpunkten

Dies ist für die meisten modernen Grafikprozessoren eine recht einfache Aufgabe, da der Ressourcenverbrauch minimal ist.

Das Verfahren ist wie folgt: Holen Sie sich die Informationen Gipfel, die bereits stattgefunden haben von der CPU berechnet, puis Prozessdrehung, räumliche Ordnung oder das sichtbarste Scheitelpunktsegment auf grafischer Ebene. Mit diesem Verfahren können Sie mit dem Rastern fortfahren.

Die Verarbeitung der Scheitelpunkte wird zuvor durch den Zentralprozessor ausgeführt, so dass der Raum neu organisiert wird, der Graph sichtbar ist und das Bild mit der Rasterung beginnen kann.

Pixelverarbeitung

Das ist wenn die Grafiken selbst werden so bearbeitet, dass der Benutzer sehen kann .

Es ist ein ziemlich komplexer Prozess und erfordert auch höhere Verarbeitungslast . Das passiert, weil alle Ebenen und Effekte nécessaires wird angewendet ab sodass viel mehr gearbeitete und realistischere Texturen daraus entstehen.

Schließlich werden die Informationen der Grafik, wie wir sie gerade gesehen haben, verarbeitet und an einen Monitor weitergeleitet, der sie interpretieren kann.

Heute existierende GPU-Typen

Derzeit gibt es drei Arten von Grafiken auf dem Markt, die sich hauptsächlich in der Umsetzung unterscheiden.

Lassen Sie uns sehen, was die Hauptunterschiede zwischen ihnen sind:

Dedizierte Karten

Das sind die Grafikeinheiten die leistungsfähigste . Darüber hinaus haben sie eine Reihe von Eigenschaften und Spezifikationen, für die sie speziell vorbereitet sind . Daher sind sie auch die effektivsten. Das grundlegende Merkmal einer dedizierten Karte ist, dass sie hat einen völlig unabhängigen RAM , die nur von der Grafikeinheit verwendet wird.

Eine dedizierte Karte ist eine, die ist in das Mainboard integriert über einen bestimmten Port verbunden, obwohl dies nicht immer der betriebsfähigste ist.

Integrierte Graphiken

Integrierte Einheiten Systemspeicher verwenden eigene Funktionen zu erfüllen. In kleinen Computern werden sie am häufigsten verwendet, um weniger zu verbrauchen. Sie werden auch in Tablets und Smartphones verwendet.

Der zentrale Kern dieser Karten war immer auf dem Mainboard ; aber für die neuesten Modelle von AMD und Intel wurde entschieden, diese Karten zu integrieren im Prozessor selbst . Dies wurde AMD Accelerated Processing Unit (für die Marke AMD) und Intel HD Graphics (offensichtlich für die Marke Intel) genannt.

Hybridkarten

Diese Arten von Karten sind das, was wir als niedrige Kosten bezeichnen könnten. Dies liegt daran, dass sie die Preise sehr niedrig halten und gleichzeitig eine ausreichende Leistung für praktisch alle Heim- und Bürogeräte gewährleisten.

Hybridkarten teilen sich den Systemspeicher, obwohl sie einen kleinen Teil ihres eigenen Speichers enthalten die verwendet wird, um Aufgaben vom Typ Sofort auszuführen.

Bei diesem Kartentyp zusätzlich Die Latenz des Systemspeichers wird reduziert.

Was ist das für eine GPU-Beschleunigung?

GPU-Beschleunigung gibt es schon seit einiger Zeit, obwohl diese Funktion jetzt für Webbrowser verwendet wird, wo sie am häufigsten implementiert wird. Mit dieser Beschleunigung es wird eine viel bessere Leistung und ein geringerer Energieverbrauch erzielt .

Die vom Grafikprozessor beschleunigte Codierung ermöglicht die Nutzung von 2-5 mal höhere Bildkonvertierung Zum Zeitpunkt der Realisierung lohnt sich die Redundanz, eine Konvertierung von Grafiken oder Videos. deshalb Die kombinierte Leistung von CPU und GPU wird verwendet, um die Leistung dieser Anwendungen zu beschleunigen. Ingenieurwesen und analysieren .

GPU-beschleunigte Rechenplätze die GPU mit der Arbeit des Teils der Anwendungen, wo es notwendig ist, tiefere Berechnungen durchzuführen , während der leichtere Code auf dem Prozessor läuft. Dies lässt den Benutzer glauben, dass die Apps viel schneller laufen.

Tatsächlich wird diese Funktion im Bereich der künstlichen Intelligenz (mit Neuheiten bei Drohnen und Robotern) und in einigen Anwendungen verwendet, die bei der Lösung komplizierter Vorgänge einen hohen CPU-Verbrauch erfordern.

Was sind die Unterschiede zwischen einer CPU und einer GPU?

Wir haben die ganze Zeit über über die beiden gesprochen, aber wie unterscheiden sie sich? Dies liegt vor allem in der Architektur der beiden.

Obwohl beide Elemente darauf ausgelegt sind, Daten zu verarbeiten, GPU ist effizienter für die Berechnung grafischer Informationen , es wurde speziell dafür erstellt. Es ist auf diese Aufgabe spezialisiert und kann bei anderen weniger effektiv sein.

Die CPU kann als vielseitiger Prozessor alle Arten von Berechnungen durchführen weil es darauf ausgelegt war, serielle Daten zu verarbeiten und sogar mit grafischen Informationen zu arbeiten.

Tatsächlich Grafiken entfernen die Arbeit (Grafik) des Prozessors und wenn ein gewisses Maß an Beschleunigung darauf angewendet wird, kann es eine parallele Verarbeitung in Bezug auf die Grafikarbeit durchführen.

Die GPU kann viel mehr Programme gleichzeitig ausführen (parallel), obwohl das viel sein müssen spezifischer . Die Fähigkeit, parallele Aufgaben auszuführen, die Grafiken besitzen, kann die Leistung eines Prozessors sogar um einhundert steigern, wenn ähnliche Operationen ausgeführt werden.

Das physikalische Design einer GPU enthält eine größere Menge an Silizium, wodurch sehr spezifische Aufgaben effizient ausgeführt werden können. Die CPU folgt einer Von-Newman-Architektur und die GPU verwendet das Umlaufmodell, das auf Parallelverarbeitung fokussiert.

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