Giới Thiệu
Đơn vị xử lý đồ họa (GPU)
10
Th4
Th4
Đơn vị xử lý đồ họa (GPU) là một con chip máy tính thực hiện các phép tính toán nhanh để hiển thị đồ họa và hình ảnh. GPU được sử dụng cho cả máy tính cá nhân và chuyên nghiệp. Truyền thống, GPU đảm nhiệm việc hiển thị hình ảnh 2D và 3D, các hoạt hình và video – mặc dù hiện nay, chúng đã được sử dụng rộng rãi hơn.
Trong những ngày đầu của máy tính, đơn vị xử lý trung tâm (CPU) thực hiện các phép tính này. Tuy nhiên, khi có nhiều ứng dụng đòi hỏi đồ họa được phát triển, yêu cầu đó đặt áp lực lên CPU và làm giảm hiệu suất. GPU được phát triển như một cách để giảm tải các tác vụ đó khỏi CPU và cải thiện hiển thị đồ họa 3D. GPU hoạt động bằng cách sử dụng phương pháp xử lý song song, trong đó nhiều bộ xử lý xử lý các phần riêng biệt của cùng một tác vụ.
GPU được biết đến rộng rãi trong trò chơi máy tính cá nhân, cho phép hiển thị đồ họa mượt mà, chất lượng cao. Các nhà phát triển cũng bắt đầu sử dụng GPU như một cách để tăng tốc khối lượng công việc trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo (AI).
Ngày nay, việc sử dụng các vi xử lý đồ họa đã được mở rộng sang nhiều công việc khác ngoài mục đích ban đầu của chúng, một phần là do các GPU hiện đại có tính linh hoạt lập trình cao hơn so với quá khứ.
Một số ví dụ về các công dụng của GPU bao gồm:
Đơn vị xử lý đồ họa (GPU) có thể tăng tốc quá trình hiển thị ứng dụng đồ họa 2D và 3D thời gian thực.
Quá trình chỉnh sửa video và tạo nội dung video đã được cải thiện với GPU. Ví dụ, những người chỉnh sửa video và thiết kế đồ họa có thể sử dụng khả năng xử lý song song của GPU để làm cho quá trình hiển thị video và đồ họa độ phân giải cao trở nên nhanh hơn.
Đồ họa trò chơi đã trở nên khó tính hơn tính toán, do đó, để đáp ứng với các công nghệ hiển thị như 4K và tốc độ làm mới cao, sự chú trọng đã được đặt vào các GPU có hiệu suất cao.
GPU có thể tăng tốc việc học máy. Với khả năng tính toán cao của GPU, các khối lượng công việc như nhận dạng hình ảnh có thể được cải thiện.
GPU có thể chia sẻ công việc của CPU và các mạng lưới deep learning trong các ứng dụng trí tuệ nhân tạo.
GPU sẽ có hai loại: tích hợp và rời.GPU tích hợp đi kèm với GPU, trong khi GPU rời có thể được lắp đặt trên một bo mạch điện riêng.
Đối với các công ty cần sức mạnh tính toán nặng hoặc làm việc với học máy hoặc visualizations 3D, việc sử dụng GPU được cố định trên đám mây có thể là một lựa chọn tốt. Một ví dụ của điều này là Google’s Cloud GPUs, cung cấp GPU hiệu suất cao trên Google Cloud. Việc lưu trữ GPU trên đám mây sẽ mang lại lợi ích giải phóng tài nguyên địa phương, tiết kiệm thời gian, chi phí và tính mở rộng.
GPU (Graphics Processing Unit) và CPU (Central Processing Unit) khá giống nhau về kiến trúc. Tuy nhiên, CPU được sử dụng để phản hồi và xử lý các hướng dẫn cơ bản điều khiển máy tính, trong khi GPU được thiết kế đặc biệt để nhanh chóng phân tích hình ảnh và video độ phân giải cao. Thực chất, CPU đảm nhận việc thông dịch phần lớn các lệnh của máy tính, trong khi GPU tập trung vào xử lý đồ họa.
Nói chung, GPU được thiết kế cho khả năng song song và áp dụng cùng một chỉ thị cho nhiều mục dữ liệu (SIMD). CPU được thiết kế cho khả năng song song và thực hiện các hoạt động khác nhau.
Cả hai cũng khác biệt về số lõi
Lõi là bộ xử lý bên trong bộ xử lý. Hầu hết các lõi CPU được đánh số từ bốn đến tám, mặc dù một số có đến 32 lõi. Mỗi lõi có thể xử lý các tác vụ hoặc luồng công việc riêng của nó. Vì một số bộ xử lý có khả năng đa luồng – trong đó lõi được chia ảo, cho phép một lõi duy nhất xử lý hai luồng – số luồng có thể cao hơn nhiều so với số lõi. Điều này có thể hữu ích trong việc chỉnh sửa và chuyển mã video. CPU có thể chạy hai luồng (hướng dẫn độc lập) cho mỗi lõi (đơn vị xử lý độc lập). Một lõi GPU có thể có từ bốn đến 10 luồng trên mỗi lõi.
Sử dụng GPU / Các công dụng của GPU ngày nay là gì?
Ngày nay, việc sử dụng các vi xử lý đồ họa đã được mở rộng sang nhiều công việc khác ngoài mục đích ban đầu của chúng, một phần là do các GPU hiện đại có tính linh hoạt lập trình cao hơn so với quá khứ.
Một số ví dụ về các công dụng của GPU bao gồm:
Đơn vị xử lý đồ họa (GPU) có thể tăng tốc quá trình hiển thị ứng dụng đồ họa 2D và 3D thời gian thực.
Quá trình chỉnh sửa video và tạo nội dung video đã được cải thiện với GPU. Ví dụ, những người chỉnh sửa video và thiết kế đồ họa có thể sử dụng khả năng xử lý song song của GPU để làm cho quá trình hiển thị video và đồ họa độ phân giải cao trở nên nhanh hơn.
Đồ họa trò chơi đã trở nên khó tính hơn tính toán, do đó, để đáp ứng với các công nghệ hiển thị như 4K và tốc độ làm mới cao, sự chú trọng đã được đặt vào các GPU có hiệu suất cao.
GPU có thể tăng tốc việc học máy. Với khả năng tính toán cao của GPU, các khối lượng công việc như nhận dạng hình ảnh có thể được cải thiện.
GPU có thể chia sẻ công việc của CPU và các mạng lưới deep learning trong các ứng dụng trí tuệ nhân tạo.
Cách hoạt động của GPU
Một GPU có thể được tích hợp với CPU trên một mạch điện tử, trên một thẻ đồ họa hoặc trên bo mạch chủ của một máy tính cá nhân hoặc máy chủ. GPU và CPU khá tương đồng về cấu trúc. Tuy nhiên, GPU được thiết kế đặc biệt để thực hiện các phép tính toán phức tạp hơn trong đồ họa. GPU có thể chứa nhiều transistor hơn so với CPU. Đơn vị xử lý đồ họa GPU sử dụng xử lý song song, trong đó nhiều bộ xử lý xử lý các phần khác nhau của cùng một tác vụ. GPU cũng có bộ nhớ RAM riêng (bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên) để lưu trữ dữ liệu về hình ảnh nó xử lý. Thông tin về mỗi pixel được lưu trữ, bao gồm vị trí của nó trên màn hình. Một bộ chuyển đổi số sang tương tự (DAC) được kết nối với RAM và sẽ chuyển đổi hình ảnh thành tín hiệu tương tự để màn hình có thể hiển thị nó. Bộ nhớ RAM video thường hoạt động với tốc độ cao.Các loai GPU
GPU sẽ có hai loại: tích hợp và rời.GPU tích hợp đi kèm với GPU, trong khi GPU rời có thể được lắp đặt trên một bo mạch điện riêng.
Đối với các công ty cần sức mạnh tính toán nặng hoặc làm việc với học máy hoặc visualizations 3D, việc sử dụng GPU được cố định trên đám mây có thể là một lựa chọn tốt. Một ví dụ của điều này là Google’s Cloud GPUs, cung cấp GPU hiệu suất cao trên Google Cloud. Việc lưu trữ GPU trên đám mây sẽ mang lại lợi ích giải phóng tài nguyên địa phương, tiết kiệm thời gian, chi phí và tính mở rộng.
GPU vs CPU
GPU (Graphics Processing Unit) và CPU (Central Processing Unit) khá giống nhau về kiến trúc. Tuy nhiên, CPU được sử dụng để phản hồi và xử lý các hướng dẫn cơ bản điều khiển máy tính, trong khi GPU được thiết kế đặc biệt để nhanh chóng phân tích hình ảnh và video độ phân giải cao. Thực chất, CPU đảm nhận việc thông dịch phần lớn các lệnh của máy tính, trong khi GPU tập trung vào xử lý đồ họa.
Nói chung, GPU được thiết kế cho khả năng song song và áp dụng cùng một chỉ thị cho nhiều mục dữ liệu (SIMD). CPU được thiết kế cho khả năng song song và thực hiện các hoạt động khác nhau.
Cả hai cũng khác biệt về số lõi
Lõi là bộ xử lý bên trong bộ xử lý. Hầu hết các lõi CPU được đánh số từ bốn đến tám, mặc dù một số có đến 32 lõi. Mỗi lõi có thể xử lý các tác vụ hoặc luồng công việc riêng của nó. Vì một số bộ xử lý có khả năng đa luồng – trong đó lõi được chia ảo, cho phép một lõi duy nhất xử lý hai luồng – số luồng có thể cao hơn nhiều so với số lõi. Điều này có thể hữu ích trong việc chỉnh sửa và chuyển mã video. CPU có thể chạy hai luồng (hướng dẫn độc lập) cho mỗi lõi (đơn vị xử lý độc lập). Một lõi GPU có thể có từ bốn đến 10 luồng trên mỗi lõi.
Khả năng phân tích và sử lý
GPU có thể phân tích hình ảnh nhanh hơn CPU do kiến trúc xử lý song song của nó, cho phép nó thực hiện nhiều tính toán cùng một lúc. Một CPU đơn lẻ không có khả năng này, tuy nhiên bộ xử lý đa lõi có thể thực hiện tính toán song song bằng cách kết hợp nhiều CPU trên cùng một chip.Tốc độ sử lý
CPU cũng có tốc độ đồng hồ cao hơn, có nghĩa là nó có thể thực hiện một tính toán cá nhân nhanh hơn GPU, vì vậy nó thường được trang bị tốt hơn để xử lý các tác vụ máy tính cơ bản.GPU và card đồ họa
GPU và card đồ họa là hai thuật ngữ thường được sử dụng thay thế cho nhau. Tuy nhiên, có những khác biệt quan trọng giữa hai thuật ngữ này. Khác biệt chính là GPU là một đơn vị cụ thể trong một card đồ họa. GPU là thứ thực hiện xử lý hình ảnh và đồ họa thực tế. Card đồ họa là thứ hiển thị hình ảnh lên đơn vị hiển thị. Nvidia, Advanced Micro Devices (AMD), Intel và Arm là một số công ty lớn trong thị trường GPU. Vào năm 2020, một số GPU và card đồ họa hàng đầu bao gồm: GeForce RTX 3080 GeForce RTX 3090 GeForce RTX 3060 Ti AMD Radeon RX 6800 XT AMD Radeon RX 5600 XT Khi tìm kiếm để mua một card đồ họa, người dùng nên lưu ý đến giá cả, giá trị tổng thể, hiệu suất, tính năng, số lượng bộ nhớ video và tính sẵn có của sản phẩm. Các tính năng người tiêu dùng quan tâm bao gồm hỗ trợ cho độ phân giải 4K, 60 fps (khung hình mỗi giây) hoặc hơn và đối xứng tia. Giá cả đôi khi là yếu tố quyết định, vì một số GPU có thể có giá gấp đôi nhưng chỉ có hiệu suất tăng thêm 10%-15%.Kết luận
Trong bài viết trên mình đã giới thiệu về đơn vị sử lý đồ họa (GPU) cách hoạt động ra sao và khác gì so với CPU và Card đồ họa . Mình mong bài viết này sẽ hữu ích với bạn. Hiện tại maychu vina đang cung cấp các dòng sản phẩm về GPU và các card màn hình chính hãng và giá cạnh tranh.