Что такое графический процессор: Что такое графический процессор и как он работает

Что такое графический процессор и как он работает

GPU (Graphics Processing Unit) — это процессор, предназначенный исключительно для операций по обработке графики и вычислений с плавающей точкой. Он в первую очередь существует для того, чтобы облегчить работу основного процессора, когда дело касается ресурсоемких игр или приложений с 3D-графикой. Когда вы играете в какую-либо игру, GPU отвечает за создание графики, цветов и текстур, в то время как CPU может заняться искусственным интеллектом или расчетами механики игры.

На что мы смотрим в первую очередь, выбирая себе смартфон? Если на минутку отвлечься от стоимости, то в первую очередь мы, конечно, выбираем размер экрана. Затем нас интересует камера, объем оперативной, количество ядер и частота работы процессора. И тут все просто: чем больше, тем лучше, а чем меньше, тем, соответственно, хуже. Однако в современных устройствах используется еще и графический процессор, он же GPU. Что это такое, как он работает и почему про него важно знать, мы расскажем ниже.

Архитектура графического процессора не сильно отличается от архитектуры CPU, однако она более оптимизирована для эффективной работы с графикой. Если заставить графический процессор заниматься любыми другими расчетами, он покажет себя с худшей стороны.

Видеокарты, которые подключаются отдельно и работают на высоких мощностях, существуют только в ноутбуках и настольных компьютерах. Если мы говорим об Android-устройствах, то мы говорим об интегрированной графике и том, что мы называем SoC (System-on-a-Chip). К примеру, в процессоре Snapdragon 810 интегрирован графический процессор Adreno 430. Память, которую он использует для своей работы, это системная память, в то время как для видеокарт в настольных ПК выделяется доступная только им память. Правда, существуют и гибридные чипы.

В то время как процессор с несколькими ядрами работает на высоких скоростях, графический процессор имеет много процессорных ядер, работающих на низких скоростях и занимающихся лишь вычислением вершин и пикселей. Обработка вершин в основном крутится вокруг системы координат. GPU обрабатывает геометрические задачи, создавая трехмерное пространство на экране и позволяя объектам перемещаться в нем.

Обработка пикселей является более сложным процессом, требующим большой вычислительной мощности. В этот момент графический процессор накладывает различные слои, применяет эффекты, делает все для создания сложных текстур и реалистичной графики. После того как оба процесса будут обработаны, результат переносится на экран вашего смартфона или планшета. Все это происходит миллионы раз в секунду, пока вы играете в какую-нибудь игру.

Конечно же, этот рассказ о работе GPU является весьма поверхностным, но его достаточно для того, чтобы составить правильное общее представление и суметь поддержать разговор с товарищами или продавцом электроники либо понять — почему ваше устройство так сильно нагрелось во время игры. Позднее мы обязательно обсудим преимущества тех или иных GPU в работе с конкретными играми и задачами.

По материалам AndroidPit

Что такое графический процессор и как он работает

На что мы смотрим в первую очередь, выбирая себе смартфон? Если на минутку отвлечься от стоимости, то в первую очередь мы, конечно, выбираем размер экрана. Затем нас интересует камера, объем оперативной, количество ядер и частота работы процессора. И тут все просто: чем больше, тем лучше, а чем меньше, тем, соответственно, хуже. Однако в современных устройствах используется еще и графический процессор, он же GPU. Что это такое, как он работает и почему про него важно знать, мы расскажем ниже.

GPU (Graphics Processing Unit) — это процессор, предназначенный исключительно для операций по обработке графики и вычислений с плавающей точкой. Он в первую очередь существует для того, чтобы облегчить работу основного процессора, когда дело касается ресурсоемких игр или приложений с 3D-графикой. Когда вы играете в какую-либо игру, GPU отвечает за создание графики, цветов и текстур, в то время как CPU может заняться искусственным интеллектом или расчетами механики игры.

Архитектура графического процессора не сильно отличается от архитектуры CPU, однако она более оптимизирована для эффективной работы с графикой. Если заставить графический процессор заниматься любыми другими расчетами, он покажет себя с худшей стороны.

Видеокарты, которые подключаются отдельно и работают на высоких мощностях, существуют только в ноутбуках и настольных компьютерах. Если мы говорим об Android-устройствах, то мы говорим об интегрированной графике и том, что мы называем SoC (System-on-a-Chip). К примеру, в процессоре Snapdragon 810 интегрирован графический процессор Adreno 430. Память, которую он использует для своей работы, это системная память, в то время как для видеокарт в настольных ПК выделяется доступная только им память. Правда, существуют и гибридные чипы.
В то время как процессор с несколькими ядрами работает на высоких скоростях, графический процессор имеет много процессорных ядер, работающих на низких скоростях и занимающихся лишь вычислением вершин и пикселей. Обработка вершин в основном крутится вокруг системы координат. GPU обрабатывает геометрические задачи, создавая трехмерное пространство на экране и позволяя объектам перемещаться в нем.
Обработка пикселей является более сложным процессом, требующим большой вычислительной мощности. В этот момент графический процессор накладывает различные слои, применяет эффекты, делает все для создания сложных текстур и реалистичной графики. После того как оба процесса будут обработаны, результат переносится на экран вашего смартфона или планшета. Все это происходит миллионы раз в секунду, пока вы играете в какую-нибудь игру.

Конечно же, этот рассказ о работе GPU является весьма поверхностным, но его достаточно для того, чтобы составить правильное общее представление и суметь поддержать разговор с товарищами или продавцом электроники либо понять — почему ваше устройство так сильно нагрелось во время игры. Позднее мы обязательно обсудим преимущества тех или иных GPU в работе с конкретными играми и задачами.

Взято с androidinsider.ru

Источник: http://portaltele.com.ua/equipment/computer-hardware/chto-takoe-graficheskiy-processor-i-kak.html

Данный материал является частной записью члена сообщества Club.CNews.
Редакция CNews не несет ответственности за его содержание.

В чем разница между графическим процессором и видеокартой?

Те, кто плохо знаком с миром ПК, часто утопают во всяких терминах и сокращениях, которые, справедливости ради, иногда действительно сбивают с толку! Кроме того, некоторые люди и вовсе считают, что все эти элементы являются взаимозаменяемыми.

Одним из наиболее распространенных примеров является путаница между терминами «видеокарта» и «графический процессор». Итак, видеокарта и графический процессор – одно и то же? Ниже вы найдете ответ на этот, а также несколько других вопросов.

Видеокарта против графического процессора

Графический процессор, сокращение от GPU (Graphics Processing Unit), — это специализированный процессор, предназначенный для обработки графики. Поскольку чип разрабатывается и оптимизируется специально для таких задач, он намного эффективнее центрального процессора и обрабатывает большую часть рабочей нагрузки, когда дело касается игровой графики.

Что касается видеокарты, то она состоит не только из графического процессора, поскольку также включает ряд других частей, таких как видеопамять, печатная плата, разъемы и кулер. Тем не менее, видеокарта – аппаратное обеспечение, предназначенное для обработки графики и вывода видео в целом.

Таким образом, термин «графический процессор» относится конкретно к графическим чипам, производимым Nvidia и AMD, а «видеокарта» – к конечному продукту, который вы покупаете. Видеокарты обычно производится компаниями-партнерами, такими как Asus, MSI, Gigabyte, EVGA и др.

Несколько других терминов

Графическую карту также иногда называют дискретной. Это указывает на то, что видеокарта представляет собой отдельное оборудование, которое обычно взаимодействует с остальной частью компьютера при помощи слота PCIe на материнской плате.

Между тем, термин «внешняя видеокарта» описывает обычную дискретную видеокарту, которая не устанавливается в корпус компьютера, а подключается к нему с помощью кабеля, обычно через порт Thunderbolt 3. Чаще всего люди используют внешние устройства с ноутбуками, поскольку те помогают сохранить портативность, одновременно повышая игровую производительность, доводя ее до уровня, близкого к настольному ПК.

Далее, у нас есть встроенная или интегрированная видеокарта. Это графический процессор, который интегрирован в компьютер вместе с ЦП, то есть модель такого типа имеет ядра центрального процессора и графического процессора на одном кристалле. Встроенные видеокарты не занимают места на материнской плате и более энергоэффективны, но у них нет собственной памяти, из-за чего они используют системную оперативную.

В результате чего встроенная графика далеко не такая мощная, как дискретные видеокарты, из-за чего совсем не подходят для игр. Тем не менее, они более чем способны решать основные задачи, связанные с графикой. Учитывая, что модели такого типа помогают сэкономить место, электроэнергию и деньги, очевидно, что они отлично подходят для повседневных задач, таких как просмотр веб-страниц, видео, воспроизведение музыки и т.д. и т.п.

Здесь также появляется термин «гибридный процессор» или APU (accelerated processor unit, APU — букв. «ускоренный процессор»). По сути, это просто маркетинговый термин, введенный AMD, который указывает на то, что процессор поставляется со встроенной графикой.

Тем не менее, гибридные модели Ryzen от AMD являются одними из самых мощных интегрированных видеокарт, и идеально подходят для игр, если вы собираете ПК начального уровня и хотите поиграть на более низком разрешении и/или более низких настройках.

Вывод

Надеемся, вы нашли данный гайд полезным и теперь знаете основные различия между графическим процессором и видеокартой.

И последнее: если вы хотите купить новую видеокарту прямо сейчас, то предлагаем ознакомиться с нашей подборкой лучших видеокарт в 2020 году, в которой обязательно найдете что-то, что соответствует вашим потребностям!

Источник: gamingscan. com

Графический процессор 3D в компьютере и его функции

Графический процессор GPU ( от английского: graphics processing unit) — программно-вычислительное устройство. Основной функцией которого, является обработка графических данных и информации.

Работая с 3D изображениями, выводимыми на экраны компьютеров, планшетов, смартфонов, GPU освобождает от такой функции центральный процессор CPU (от английского: Central Processing Unit).

Относительно недавно, ещё до появления в 90-х годах 3D акселераторов, считалось, что достаточно лишь совершенствовать разработки двумерной графики. Развивать направление 3D, вообще подразумевалось нецелесообразным.

Но времена изменились, и одной из первых задач решаемых графическими процессорами, стала — обработка данных изображений.

Сегодня, отдельно функционирующие высокопроизводительные видеокарты, применяются только в компьютерах и ноутбуках. Во всех мобильных, GPU интегрирован с центральным процессором, которые при работе используют общий объём системной памяти. В отличии от компьютерной видеокарты, которая имеет свою локальную память.

В общих чертах, рассматривая принципы работы, можно описать их так. Центральный процессор, как правило, имеет немного ядер работающих на высоких частотах. В то время GPU, обладая большим количеством ядер, функционирует на низких частотах. Выполняет обработку геометрических и графических данных, моделирует 3D-пространство, в которых перемещает объекты.

Специализированные программы, плагины и скрипты на этом сайте для моделирования компьютерной 3D графики. Видео, тематические сборники, учебные материалы для работы с графическими проектами.

Для взаимодействиями с пикселями требуются довольно большие вычислительные мощности. Графический процессор занимается расчётами пикселей и вершин, создаёт текстуру красивой графики и различных эффектов. После обработки которых, выводя результаты на экран.

Особенно это актуально для графики 3D игр. Ведь процессор за мили-доли секунды должен обработать миллионы различных данных, только тогда на дисплее появиться нужный образ.

Описание в статье графического процессора, его функций и возможностей — нельзя назвать доскональным и полным. Но этого достаточно, чтобы иметь представление о GPU и принципах его работы. Возможно многим теперь станет понятно, почему во время игры, находящийся в руке гаджет может нагреваться, а аккумулятор почему то быстро разряжается.

***

Функция «Проверить URL» в Яндекс.Вебмастер

Как вставить изображение на сайт Joomla

Стандартная программа Paint

  • < Назад
  • Вперёд >

Графический процессор — это… Что такое Графический процессор?

Графический процессор (англ. graphics processing unit, GPU) — отдельное устройство персонального компьютера или игровой приставки, выполняющее графический рендеринг. Современные графические процессоры очень эффективно обрабатывают и отображают компьютерную графику. Благодаря специализированной конвейерной архитектуре они намного эффективнее в обработке графической информации, чем типичный центральный процессор. Графический процессор в современных видеоадаптерах применяется в качестве ускорителя трёхмерной графики.

Может применятся как в составе дискретной видеокарты, так и в интегрированных решениях (встроенных в северный мост либо в гибридный процессор).

Описание

Отличительными особенностями по сравнению с ЦП являются:

Высокая вычислительная мощность GPU объясняется особенностями архитектуры. Если современные CPU содержат несколько ядер (на большинстве современных систем от 2 до 6, по состоянию на 2012 г.), графический процессор изначально создавался как многоядерная структура, в которой количество ядер может достигать сотен. Разница в архитектуре обусловливает и разницу в принципах работы. Если архитектура CPU предполагает последовательную обработку информации, то GPU исторически предназначался для обработки компьютерной графики, поэтому рассчитан на массивно параллельные вычисления[1].

Каждая из этих двух архитектур имеет свои достоинства. CPU лучше работает с последовательными задачами. При большом объеме обрабатываемой информации очевидное преимущество имеет GPU. Условие только одно — в задаче должен наблюдаться параллелизм.

GPU уже достигли той точки развития, когда многие приложения реального мира могут с легкостью выполняться на них, причем быстрее, чем на многоядерных системах. Будущие вычислительные архитектуры станут гибридными системами с графическими процессорами, состоящими из параллельных ядер и работающими в связке с многоядерными ЦП[2]

Оригинальный текст  (англ.)  

GPUs have evolved to the point where many real-world applications are easily implemented on them and run significantly faster than on multi-core systems. Future computing architectures will be hybrid systems with parallel-core GPUs working in tandem with multi-core CPUs[3].

Профессор Джек Донгарра (Jack Dongarra)
Директор Innovative Computing Laboratory
Университет штата Теннесси

Некоторые модели графических процессоров (в составе видеоадаптера) также могут применяться, в некоторых случаях, и для общих вычислений (см. GPGPU). Примерами таковых могут служить чипы HD6990 (от AMD) или GTX590 (от nVidia).

История

Программное обеспечение

На программном уровне видеопроцессор для своей организации вычислений (расчётов трёхмерной графики) использует тот или иной интерфейс прикладного программирования (API).

Самые первые ускорители использовали Glide — API для трёхмерной графики, разработанный 3dfx Interactive для видеокарт на основе собственных графических процессоров Voodoo Graphics.

Поколения ускорителей в видеокартах можно считать по версиям DirectX и OpenGL, которую они поддерживают.

См. также

Примечания

Ссылки

Процессоры: В чем разница между CPU и GPU?

CPU и GPU очень похожи между собой. Они оба сделаны из миллионов транзисторов, способны совершать тысячи операций в секунду, поддаются разгону. Но в чем разница между CPU и GPU?

Что такое CPU?

CPU (Central Processing Unit) – это центральный процессор, другими словами – “мозг” компьютера. Это набор из нескольких миллионов транзисторов, которые могут выполнять сложные вычисления. Стандартный процессор имеет от одного до четырех ядер с тактовой частотой от 1 до 4 ГГц, хотя недавно Intel выпустила 18-ти ядерный чип.

CPU – достаточно мощное устройство, которое способно выполнять любые задачи на компьютере. Количество ядер и тактовая частота CPU это одни из ключевых факторов, от которых зависит скорость работы компьютера.

Что такое GPU?

GPU (Graphics Processing Unit) – это специализированный тип микропроцессора, который оптимизирован для отображения графики и решения специфичных задач. Тактовая частота GPU существенно ниже, чем в CPU, но обычно он имеет больше ядер.

GPU это специальное устройство, сделанное для очень конкретной цели – работы с графикой. Рендеринг видео это выполнение простых математических операций миллионы раз, и GPU справляется с этой задачей лучше, чем центральный процессор. Графический процессор может иметь тысячи ядер, которые работают одновременно. Каждое ядро работает хоть и медленнее, чем ядра CPU, но оно настроено на более эффективную работу с математическими операциями, необходимыми для рендеринга видео. Этот мощный параллелизм позволяет графическим процессорам быстро обрабатывать сложную 3D графику необходимую для современных игр. (Читайте также “Почему тормозят компьютерные игры“)

В чем разница между CPU и GPU?

Графический процессор может совершать лишь часть из многих операций CPU, но делает он это с невероятной скоростью. GPU использует сотни ядер для расчетов в реальном времени, чтобы отображать тысячи пикселей на мониторе. Это позволяет плавно отображать сложную игровую графику.

Например, современный GPU GTX Nvidia 1080 имеет 2560 шейдерных ядер. Благодаря такому количеству ядер, он может выполнять 2560 команд за 1 такт. CPU Intel Core i5 с четырьмя ядрами может выполнять только четыре команды за один такт. Мы публиковали статью о том, сколько нужно ядер CPU для обычного и игрового ПК.

Тем не менее, CPU являются более гибкими, чем GPU. Центральные процессоры имеют больший набор команд, так что они могут решать более широкий круг задач. CPU работают на более высоких максимальных частотах и могут управлять вводом и выводом всех компонентов компьютера. CPU способны работать с виртуальной памятью, которая нужна для современных операционных систем, а GPU – нет.

Немного об вычислениях на GPU

Несмотря на то, что графические процессоры являются лучшими для видео рендеринга, технически они способны сделать больше. Обработка графических данных это только один из видов повторяющихся и высоко параллельных задач. Другие задачи, такие как добыча Bitcoin или перебор паролей полагаются на те же типы больших наборов данных и математические операции. Вот почему многие люди используют GPU для “неграфических” целей.

Итог

Центральные и графические процессоры имеют схожие цели, но оптимизированы для разных вычислительных задач. В этом и разница между CPU и GPU. Для правильной и эффективной работы компьютер должен иметь оба типа микропроцессоров.

Источник: maketecheasier.com

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Фотографии графических процессоров для GeForce RTX 3070 попали в Сеть

Недавно мы сообщали о фотографии, на которой впервые «засветился» графический чип NVIDIA GA104. Тогда речь шла о GPU, который будет использоваться в мобильном варианте видеокарты GeForce RTX 3070. Между тем в Сети также оказались фото с десктопными графическими процессорами GA104, проходящими проверку качества на заводе, где их производят.

По данным источника, фотографии изначально были опубликованы на китайском форуме Baidu, но вскоре были удалены. Человек, опубликовавший снимки, пояснил, что на данной конкретной линии, где было получено фото, ежедневно производится около 1000 графических процессоров GA104. Последняя проверка качества проводилась несколько дней назад. В ходе неё чипам присваивается статус «отлично», «прошёл проверку» и «не прошёл проверку». Процессоры, не прошедшие проверку, перепроверяются.

На одной из фотографий можно увидеть интерфейс тестовой программы, с помощью которой чипы проверяются на соответствие различным параметрам. В название теста значится номер программы «300», что указывает на модель процессора GA104-300.

Данный чип предположительно представляет собой урезанный вариант GA104. Он обладает 5888 ядрами CUDA, 184 текстурными блоками (TMU) и 96 блоками растеризации (ROP). Кроме того, в его составе используются 46 RT-ядер и 184 тензорных ядер. Процессор производится компанией Samsung с применением 8-нм техпроцесса производства.

Графическая карта GeForce RTX 3070 на базе данного чипа получит 8 Гбайт видеопамяти GDDR6 с поддержкой шиной памяти 256 бит. Согласно последним слухам, NVIDIA в обозримом будущем также планирует выпустить ещё один вариант GeForce RTX 3070, с увеличенным в два раза объёмом видеопамяти.

NVIDIA недавно объявила о том, что решила перенести старт продаж видеокарт GeForce RTX 3070 на более поздний срок. Видимо, чтобы не повторить ситуацию дефицита, который сейчас наблюдается вокруг старших моделей графических ускорителей GeForce RTX 3080 и GeForce RTX 3090.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

CPU против GPU? Какая разница? Как лучше?

Примечание редактора. Мы обновили нашу исходную публикацию о различиях между графическими и центральными процессорами, автором которой является Кевин Крюэлл, и опубликованную в декабре 2009 года.

ЦП (центральный процессор) называют мозгом ПК. В ГПУ его душа. Однако за последнее десятилетие графические процессоры вышли за рамки ПК.

Графические процессоры

вызвали мировой бум искусственного интеллекта. Они стали ключевой частью современных суперкомпьютеров.Они были внедрены в новые гипермасштабируемые центры обработки данных. По-прежнему ценимые геймерами, они стали ускорителями, ускоряющими выполнение всех видов задач — от шифрования до работы в сети и искусственного интеллекта.

И они продолжают продвигать достижения в области игровой и профессиональной графики на рабочих станциях, настольных ПК и ноутбуках нового поколения.

Что такое графический процессор?

В чем разница между процессором и графическим процессором?

В то время как графические процессоры (графические процессоры) — это гораздо больше, чем ПК, в которых они впервые появились, они по-прежнему привязаны к гораздо более старой идее, называемой параллельными вычислениями.Вот что делает графические процессоры такими мощными.

Разумеется,

CPU остаются незаменимыми. Быстрые и универсальные процессоры решают ряд задач, требующих большого количества интерактивности. Например, вызов информации с жесткого диска в ответ на нажатия клавиш пользователем.

Напротив, графические процессоры разбивают сложные проблемы на тысячи или миллионы отдельных задач и решают их сразу.

Это делает их идеальными для графики, где текстуры, освещение и рендеринг форм должны выполняться одновременно, чтобы изображения не пропадали по экрану.

CPU против GPU

CPU GPU
Центральный процессор Графический процессор
Несколько ядер Много ядер
Низкая задержка Высокая пропускная способность
Подходит для последовательной обработки Подходит для параллельной обработки
Может выполнять несколько операций одновременно Может выполнять тысячи операций одновременно

Архитектурно ЦП состоит всего из нескольких ядер с большим количеством кэш-памяти, которые могут обрабатывать несколько программных потоков одновременно. Напротив, графический процессор состоит из сотен ядер, которые могут обрабатывать тысячи потоков одновременно.

Графические процессоры

обеспечивают некогда эзотерическую технологию параллельных вычислений. Это технология с выдающейся историей, в которую входят такие имена, как гений суперкомпьютеров Сеймор Крей. Но вместо того, чтобы принимать форму огромных суперкомпьютеров, графические процессоры воплотили эту идею в жизнь на настольных компьютерах и игровых консолях более миллиарда игроков.

Для графических процессоров, компьютерная графика — первое из многих приложений

Это приложение — компьютерная графика — было лишь первым из нескольких приложений-убийц.И это подтолкнуло вперед огромную движущую силу НИОКР, стоящую за графическими процессорами. Все это позволяет графическим процессорам опережать более специализированные чипы с фиксированной функцией, обслуживающие нишевые рынки.

Еще один фактор, делающий всю эту мощь доступной: CUDA. Платформа параллельных вычислений, впервые выпущенная в 2007 году, позволяет кодерам использовать вычислительную мощность графических процессоров для обработки общего назначения, вставляя в свой код несколько простых команд.

Это дает возможность графическим процессорам распространяться в удивительных новых областях. А благодаря поддержке быстрорастущего числа стандартов, таких как Kubernetes и Dockers, приложения можно тестировать на недорогом графическом процессоре для настольных ПК и масштабировать до более быстрых и сложных серверных графических процессоров, а также на всех крупных поставщиках облачных услуг.

ЦП и конец закона Мура

С отменой закона Мура графические процессоры, изобретенные NVIDIA в 1999 году, появились как раз вовремя.

Закон Мура гласит, что количество транзисторов, которые можно втиснуть в интегральную схему, будет удваиваться примерно каждые два года. На протяжении десятилетий это приводило к быстрому росту вычислительной мощности. Этот закон, однако, натолкнулся на жесткие физические ограничения.

Графические процессоры

предлагают способ продолжить ускорение приложений, таких как графика, суперкомпьютеры и искусственный интеллект, путем разделения задач между несколькими процессорами.По мнению Джона Хеннесси и Дэвида Паттерсона, победителей конкурса A.M. 2017 года, такие ускорители имеют решающее значение для будущего полупроводников. Премия Тьюринга и авторы книги «Архитектура компьютера: количественный подход» основополагающего учебника по микропроцессорам.

Графические процессоры

: ключ к искусственному интеллекту, компьютерному зрению, суперкомпьютерам и многому другому

За последнее десятилетие это стало ключом к расширению спектра приложений.

Графические процессоры

выполняют гораздо больше работы на каждую единицу энергии, чем процессоры. Это делает их ключевыми для суперкомпьютеров, которые в противном случае вышли бы за пределы современных электрических сетей.

В искусственном интеллекте графические процессоры стали ключом к технологии, называемой «глубокое обучение». Глубокое обучение передает огромные объемы данных через нейронные сети, обучая их выполнять задачи, слишком сложные для описания любого человека-программиста.

AI и игры: глубокое обучение на базе графического процессора — полный цикл

Эта возможность глубокого обучения ускоряется благодаря включению выделенных тензорных ядер в графические процессоры NVIDIA. Тензорные ядра ускоряют операции с большими матрицами, что составляет основу ИИ, и выполняют вычисления умножения и накопления матриц смешанной точности за одну операцию.Это не только ускоряет традиционные задачи искусственного интеллекта всех видов, но и используется для ускорения игр.

Графические процессоры совершают полный цикл: тензорные ядра, встроенные в графические процессоры NVIDIA Turing, ускоряют ИИ, которые, в свою очередь, теперь используются для ускорения игр.

В автомобильной промышленности графические процессоры предлагают множество преимуществ. Как и следовало ожидать, они обеспечивают непревзойденные возможности распознавания изображений. Но они также являются ключом к созданию беспилотных транспортных средств, способных учиться и адаптироваться к огромному количеству различных реальных сценариев.

В робототехнике графические процессоры являются ключом к тому, чтобы машины могли воспринимать окружающую среду, как и следовало ожидать. Однако их возможности искусственного интеллекта стали ключом к машинам, которые могут изучать сложные задачи, такие как автономная навигация.

В области здравоохранения и биологических наук графические процессоры предлагают множество преимуществ. Конечно, они идеально подходят для задач визуализации. Но глубокое обучение на основе графического процессора ускоряет анализ этих изображений. Они могут обрабатывать медицинские данные и помочь превратить эти данные с помощью глубокого обучения в новые возможности.

Короче говоря, графические процессоры стали незаменимыми. Они начали с ускорения игр и графики. Теперь они ускоряют все больше и больше областей, в которых вычисление лошадиных сил будет иметь значение.

Похожие сообщения

Что такое вычисления на GPU?

Вычисления на GPU — это использование GPU (графического процессора) в качестве сопроцессора для ускорения процессоров для научных и инженерных вычислений общего назначения.

Графический процессор ускоряет приложения, работающие на ЦП, разгружая некоторые из ресурсоемких и трудоемких частей кода.Остальная часть приложения по-прежнему работает на ЦП. С точки зрения пользователя, приложение работает быстрее, потому что оно использует массивно-параллельную вычислительную мощность графического процессора для повышения производительности. Это известно как «гетерогенные» или «гибридные» вычисления.

ЦП состоит из четырех-восьми ядер ЦП, а графический процессор состоит из сотен ядер меньшего размера. Вместе они обрабатывают данные в приложении. Эта массивно-параллельная архитектура — это то, что дает графическому процессору высокую вычислительную производительность.Существует ряд приложений с ускорением на GPU, которые обеспечивают простой доступ к высокопроизводительным вычислениям (HPC).

Сравнение ядер CPU и GPU

Разработчики приложений используют производительность архитектуры параллельного графического процессора, используя изобретенную NVIDIA модель параллельного программирования под названием «CUDA». Все графические процессоры NVIDIA — GeForce®, Quadro® и Tesla® — поддерживают модель параллельного программирования NVIDIA® CUDA®.

Графические процессоры Tesla разработаны как вычислительные ускорители или сопутствующие процессоры, оптимизированные для научных и технических вычислительных приложений.Последние графические процессоры Tesla 20-й серии основаны на последней реализации платформы CUDA, называемой «архитектурой Ферми». Fermi имеет ключевые вычислительные функции, такие как поддержка оборудования с плавающей запятой двойной точности стандарта IEEE 500+, кэши L1 и L2, защита от ошибок памяти ECC, локальные кэши данных, управляемые пользователем, в виде общей памяти, распределенной по всему графическому процессору, объединены доступ к памяти и многое другое.

Графические чипы начинались как графические конвейеры с фиксированной функцией.С годами эти графические чипы становились все более программируемыми, что побудило NVIDIA представить первый графический процессор. В период с 1999 по 2000 год компьютерные ученые вместе с исследователями в таких областях, как медицинская визуализация и электромагнетизм, начали использовать графические процессоры для ускорения ряда научных приложений. Это было появлением движения под названием GPGPU, или вычисления на GPU общего назначения.

Проблема заключалась в том, что GPGPU требовало использования языков программирования графики, таких как OpenGL и Cg, для программирования графического процессора.Разработчики должны были сделать свои научные приложения похожими на графические приложения и сопоставить их с задачами, которые рисовали треугольники и многоугольники. Это ограничивало доступ к потрясающей производительности графических процессоров для науки.

NVIDIA осознала потенциал предоставления этой производительности большему научному сообществу и инвестировала в модификацию графического процессора, чтобы сделать его полностью программируемым для научных приложений. Кроме того, он добавил поддержку языков высокого уровня, таких как C, C ++ и Fortran.Это привело к созданию платформы параллельных вычислений CUDA для графического процессора.

Что такое видеокарта? Вот что вам нужно знать

  • Графическая карта — это карта расширения для вашего ПК, которая отвечает за рендеринг изображений на дисплей.
  • Высокопроизводительные графические процессоры используются для игр, трассировки лучей, производства графики и даже майнинга криптовалюты.
  • Вот краткий обзор всего, что вам нужно знать о видеокартах.
  • Посетите техническую библиотеку Business Insider, чтобы узнать больше.

На заре компьютерной эры IBM PC стал стандартным компьютером во многом благодаря своей модульной архитектуре со взаимозаменяемыми компонентами.

Как и в оригинальной IBM, теперь на материнской плате каждого ПК есть слоты, в которые любой сторонний производитель может вставить компоненты, необходимые для работы ПК. Среди этих компонентов: видеокарта, которая отвечает за отображение всех изображений, которые вы видите на экране.

Современные видеокарты Nvidia имеют большие размеры и требуют сильного охлаждения из-за их огромной вычислительной мощности.

Nvidia

Что нужно знать о видеокартах

Видеокарта выглядит как уменьшенная версия материнской платы компьютера — это печатная плата, которая имеет процессор, оперативную память и другие компоненты. Графическую карту иногда обычно называют графическим процессором или графическим процессором, но на самом деле графический процессор является просто компонентом (хотя и основным определяющим компонентом) видеокарты.

Фактически, графические процессоры бывают двух основных форм:

  • Встроенный графический процессор встроен в материнскую плату и не может быть обновлен или заменен. Вы найдете это в ноутбуках и недорогих настольных ПК. Эта графика обычно имеет скромную производительность и не подходит для таких задач, как игры или производство профессиональной графики.
  • Дискретный графический процессор устанавливается на видеокарте, которая вставляется в слот расширения компьютера на материнской плате. Этот тип видеокарты является заменяемой, поэтому ее можно обновлять по мере разработки новых видеокарт, что помогает предотвратить устаревание ПК.

Современные видеокарты — это чрезвычайно сложные устройства, которые в некотором смысле ведут себя как автономные компьютеры. Они выполняют огромное количество вычислений и, как правило, являются наиболее сложными компонентами компьютера — особенно высокопроизводительными видеокартами, оптимизированными для игр и расширенной обработки графики.

Связанные

Как узнать, какая у вас видеокарта на ПК или Mac, и узнать ее точное название модели

Они не только отвечают за рисование обычной 2D-графики, такой как окна и документы, но и лучшие современные видеокарты могут генерировать реалистичную 3D-графику с высоким разрешением в реальном времени без необходимости предварительного рендеринга этого контента.Они необходимы для производства графики, например для фото- и видеопроизводства, потому что они могут манипулировать и обрабатывать огромное количество пикселей в реальном времени.

Все чаще графические карты также могут выполнять метод, известный как трассировка лучей. Трассировка лучей — это форма трехмерной графики, в которой сцены визуализируются путем отслеживания пути каждого светового луча в сцене и точного моделирования его воздействия на материалы и текстуры изображения. Графика с трассировкой лучей невероятно реалистична и раньше могла быть визуализирована только заранее с огромной вычислительной мощностью.По мере того как видеокарты с возможностью трассировки лучей продолжают падать в цене, видеоигры будут все больше полагаться на графику с трассировкой лучей для обеспечения визуальных эффектов кинематографического качества, отображаемых в реальном времени.

Трассировка лучей в реальном времени считается святым Граалем современной компьютерной графики. Nvidia

Типы видеокарт

Практически все видеокарты разработаны двумя конкурирующими брендами: Nvidia и AMD. Независимо от того, какую видеокарту вы покупаете или находите внутри своего ПК, она почти наверняка продается напрямую одной из этих компаний или сторонней компанией, которая лицензировала технологию.

Это упрощает покупку видеокарты, потому что, хотя есть много компаний, продающих видеокарты, вы всегда можете сравнить их напрямую, поскольку все они используют одну и ту же базовую архитектуру. Другими словами, графический процессор Nvidia GeForce 2070 будет вести себя более или менее одинаково, независимо от того, покупаете ли вы его у Asus, MSI, Gigabyte или Nvidia.

AMD — близкий конкурент Nvidia, и две компании иногда перепрыгивают друг друга в достижении максимальной производительности. Но, как правило, лучшие карты AMD предлагают такую ​​же производительность, что и лучшие карты Nvidia.

Приложения для графических карт

Изощренность и вычислительная мощность современных графических процессоров означает, что графические карты часто являются наиболее сложным и высокопроизводительным компонентом компьютера, конкурирующим с центральным процессором (центральным процессором) компьютера или превосходящим его.

Высококачественные видеокарты выполняют все традиционные задачи, за которые они всегда отвечали, включая рендеринг обычной графики, которую вы используете ежедневно.Они также визуализируют расширенную трехмерную графику в реальном времени для компьютерных игр.

Профессионалы в области графики также полагаются на высококачественные видеокарты. В наши дни приложения для создания фото, видео и графики полагаются на видеокарту, а не на центральный процессор компьютера, для выполнения расширенной обработки изображений, включая вычислительную фотографию, которая использует искусственный интеллект и компьютерную обработку для достижения результатов, которые раньше можно было получить только » в объектив »при съемке фото или видео.

Графические процессоры в видеокартах также иногда используются из-за своей необработанной вычислительной мощности для выполнения неграфической работы. Например, майнеры криптовалюты полагаются на компьютеры с высокопроизводительными видеокартами для выполнения сложного процесса добычи монет.

Графический процессор

против центрального процессора: что важнее всего для компьютерных игр

Некоторые игровые ПК принимают несложные решения.Например, ответ на вопрос о том, следует ли вам увеличить объем памяти на жестком диске или твердотельном накопителе, скорее всего, будет восторженным «Да!» Однако другие решения намного сложнее. Знать, следует ли вам обновить процессор или графический процессор, намного сложнее. Мы здесь, чтобы помочь с этим решением. Обзор ЦП и ГП

Что такое ЦП?

Центральный процессор (ЦП), также называемый «процессором», выполняет инструкции компьютерной программы и управляет ими, выполняя операции ввода / вывода (I / O), а также основную арифметику и логику.Являясь неотъемлемой частью любого компьютера, ЦП получает, направляет и обрабатывает данные компьютера.

Поскольку это обычно наиболее важный компонент, его часто называют «мозгом» или «сердцем» настольного или портативного ПК, в зависимости от того, какую часть тела вы считаете наиболее важной. А когда дело доходит до игр, это довольно важный компонент игровой системы.

«Ядро» ЦП — это еще одно слово для обозначения процессора ЦП — все они синонимы. Исторически сложилось так, что у процессоров было только одно ядро, которое сосредоточивалось на одной единственной задаче.Однако современные процессоры имеют от 2 до 28 ядер, каждое из которых выполняет свою уникальную задачу. Итак, многоядерный процессор — это один чип, содержащий два или более ядер ЦП.

И процессоры с большим количеством ядер более эффективны, чем процессоры с меньшим количеством ядер. Двухъядерные (или 2-ядерные) процессоры широко распространены, но все более популярными становятся четырехъядерные процессоры, также называемые четырехъядерными (например, процессоры Intel® Core ™ 8-го поколения).

Что такое графический процессор?

Графический процессор (GPU), также называемый графической картой или видеокартой, представляет собой специализированную электронную схему, которая ускоряет создание и рендеринг изображений, видео и анимации.Он выполняет быстрые математические вычисления, освобождая процессор для выполнения других задач.

Существует два типа графических процессоров: один — это интегрированный (или встроенный) графический процессор, который живет непосредственно на ЦП и разделяет память с ним. А другой — дискретный графический процессор, у которого есть собственная карта и память.

Графический процессор является чрезвычайно важным компонентом игровой системы и во многих случаях даже более важным, чем центральный процессор, когда дело доходит до определенных типов игр.

Простое описание: графический процессор — это однокристальный процессор, который используется в основном для управления и повышения производительности видео и графики.

В чем «основное» различие между ЦП и ГП

В то время как ЦП использует несколько ядер, ориентированных на последовательную обработку, ГП создан для многозадачности; он имеет от сотен до тысяч меньших ядер для одновременной обработки тысяч потоков (или инструкций).

Некоторые ЦП используют технологию Hyper-Threading, которая позволяет одному ядру ЦП действовать как два отдельных виртуальных (или «логических») ядра или потоков. Идея состоит в том, что они могут распределять рабочую нагрузку между собой и увеличивать количество инструкций, действующих с отдельными данными, при одновременном выполнении, тем самым повышая производительность.

Что важнее для компьютерных игр: CPU или GPU?

Многие считают, что графический процессор самый важный для компьютерных игр. Это потому, что графический процессор — это то, что на самом деле отображает изображения, сцены и анимацию, которые вы видите. Большинство современных динамичных игр невероятно требовательны к той мощности рендеринга, которую обеспечивает графический процессор. В то же время эти игры предназначены для использования преимуществ нескольких ядер и потоков, которые предлагают новые процессоры.

И CPU, и GPU важны сами по себе.Требовательные игры требуют как умного процессора, так и мощного графического процессора. Но вопрос, насколько они важны для компьютерных игр, зависит от того, для чего они будут использоваться в первую очередь и для каких игр в частности. Процессорам

во время игры даются определенные задачи, которые графический процессор не очень хорошо выполняет — например, функции искусственного интеллекта (ИИ) неигровых персонажей (NPC). Однако многие задачи лучше выполнять графическому процессору.

Некоторые игры лучше работают с большим количеством ядер, потому что они действительно их используют.Другие могут этого не делать, потому что они запрограммированы на использование только одного ядра, а игра лучше работает с более быстрым процессором. В противном случае у него не хватит мощности для работы, и он будет тормозить. Например,

Minecraft работает только с одним ядром, поэтому не требует дополнительной мощности. В этом случае скорость процессора — единственное, что будет влиять на количество кадров в секунду (FPS) во время игры.

Какие типы игр требуют больше усилий от процессора?

Современные динамичные игры, включая шутеры от первого лица (FPS), многопользовательские игры, игры с открытой песочницей и многое другое, созданы для того, чтобы воспользоваться преимуществами новейших процессоров, их многоядерных процессоров и потоков.Фактически, они требуют от них хорошей игры.

Например, многопользовательская игра-шутер от первого лица Call of Duty: Black Ops 4 рекомендует как минимум четырехъядерный процессор: либо Intel i5-2500K с 4 ядрами и 4 потоками, либо AMD Ryzen R5 1600X с 6 ядер и 12 потоков.

Но для конкурентоспособных игроков, использующих мониторы с высокой частотой обновления (1080p), игра фактически рекомендует AMD Ryzen 1800X (8-ядерный процессор с 16 потоками) или Intel i7-8700K (который имеет 6 ядер и 12 потоков). Intel i7-8700K 8-го поколения оказался одним из самых быстрых процессоров с одними из самых высоких тактовых частот (ускорение до 4,7 ГГц), которые Intel предлагает для игр и потоковой передачи.

Точно так же известная многопользовательская ролевая онлайн-игра (MMORPG) World of Warcraft также рекомендует четырехъядерные процессоры: Intel i7-4770 (4 ядра, 8 потоков) или AMD FX-8310 (8 ядер, 8 потоков). или лучше.

Чрезвычайно популярная онлайн-игра с открытым миром Grand Theft Auto V рекомендует Intel i5 3470 (4 ядра, 4 потока) или AMD FX-8350 (8 ядер, 8 потоков).И эпическая игра Battle Royale Fortnite Battle Royale рекомендует как минимум процессор Intel i5 2,8 ГГц с 4 ядрами и 4 потоками.

Какие типы игр требуют больше усилий от графического процессора?

Большинство современных игр требуют многого от графического процессора, может быть, даже больше, чем от центрального процессора. Обработка 2D- и 3D-графики, рендеринг полигонов, отображение текстур и многое другое требует мощных и быстрых графических процессоров. Чем быстрее ваша графика / видеокарта (GPU) может обрабатывать информацию, тем больше кадров вы будете получать каждую секунду.

Рекомендуемая графика для Call of Duty: Black Ops 4, например, NVIDIA GeForce GTX 970 4 ГБ, GTX 1060 6 ГБ или Radeon R9 390 / AMD RX 580. Все они считаются картами среднего уровня, которые подходят для Игры 1080p и запуск игр на средних или даже высоких настройках с более высоким разрешением. Обозначение 1080p относится к разрешению (Full HD) 1920 x 1080 пикселей.

Для более конкурентоспособных игроков Call of Duty: Black Ops 4 рекомендует видеокарты GeForce GTX 1080 или Radeon RX Vega 64.Это карты высокого класса, которые подходят для игр с разрешением 1440p Quad HD (QHD) или мониторов с более высокой частотой обновления, а также гарнитур VR.

Но вам нужно убедиться, что у вас есть монитор, который соответствует этим спецификациям (скажем, с частотой обновления 144 Гц), в противном случае нет смысла получать более дорогую и дорогую графику. карта. Верно и обратное: если у вас есть монитор, который поддерживает частоту обновления только до 60 Гц, то он не сможет идти в ногу с более мощной картой с разрешением пикселей.

Для World of Warcraft рекомендуется графический процессор NVIDIA GeForce GTX 960 4 ГБ или AMD Radeon R9 280 или лучше. GTX 960 обеспечивает стабильную производительность 1080p при низком энергопотреблении, а также работает холоднее и тише, чем предыдущие модели. Хотя R9 280 имеет больше видеопамяти, чем GTX 960, оба графических процессора могут запускать требовательные игры при высоких настройках.

И гигантская приключенческая игра-песочница Grand Theft Auto V, и королевская битва вундеркинд Fortnite Battle Royale рекомендуют NVIDIA GeForce GTX 660 2 ГБ или AMD Radeon HD 7870 2 ГБ.Оба графических процессора имеют приемлемую цену и созданы для быстрых игр с разрешением 1080p.

Следует ли мне обновить графический процессор или процессор?

В идеальном мире вы просто купите лучшее из обоих. К сожалению, из-за бюджетных ограничений может потребоваться выбрать тот или иной вариант, по крайней мере, на данный момент.

Многие игры теперь, естественно, используют больше ядер (четырехъядерный процессор, кажется, наиболее распространен), и, таким образом, получают более высокие и лучшие показатели FPS. Так что вы, вероятно, захотите выбрать более дорогие четырехъядерные процессоры, если они не слишком дороги.

Современные двухъядерные процессоры могут стать узким местом для вашей видеокарты и снизить производительность в играх, если только ваш графический процессор не является более старой и менее мощной версией.

Четырехъядерные процессоры также более доступны, более производительны и менее тормозят, чем более ранние версии. Поскольку все больше и больше новых игр полагаются на несколько ядер, а не только на скорость процессора, иметь больше ядер в вашей системе имеет смысл.

На самом деле, если вы заядлый геймер, смотрящий в будущее и хотите быть уверенным, что сможете запускать самые энергоемкие игры класса ААА в будущем — и, что, вероятно, более важно, вы сможете позволить себе чрезвычайно высокие цены — может быть, даже больше смысла будет использовать премиум-варианты в процессоре или графическом процессоре.

Что касается ЦП, то одним из самых мощных процессоров Intel на рынке сегодня является серия Intel Core i9. Две модели, i9-8950HK и i9-9900K, предлагают безумно высокую вычислительную мощность и скорость игрового процесса с 8 ядрами и 16 потоками.

И если у вас есть или вы планируете купить монитор 4K / Ultra High Definition (UHD), который предлагает более 8 миллионов пикселей, вы можете подумать о модернизации графического процессора до такой карты, как NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti. . Однако это стоит более 1000 долларов.

Что следует учитывать при обновлении графического процессора

Если вы думаете об обновлении графического процессора, обратите внимание на несколько моментов:

1. Разрешение монитора. Большинство современных видеокарт соответствуют минимальным игровым требованиям для разрешения 1080p. Однако вам понадобится карта высокого класса, чтобы соответствовать любому монитору с разрешением 1440 пикселей и выше, включая QHD, WQHD и UHD или 4K.

2. Частота обновления. Если ваш монитор имеет частоту обновления 144 Гц или выше, вам также понадобится карта, столь же мощная, чтобы раскрыть весь свой потенциал.В то же время монитору с частотой обновления 60 Гц не нужна мощная и дорогая видеокарта.

3. Память. Память важна не только для ЦП. Ваш графический процессор должен предлагать не менее 4 ГБ для интенсивных игр с разрешением 1080p и не менее 8 ГБ, если вы собираетесь использовать его для мегагигров с разрешением 4K.

4. Форм-фактор: проверьте спецификации видеокарты, так как высота, длина и обхват являются важными параметрами, которые следует учитывать для вашего графического процессора. Он нужен вам, чтобы он поместился в вашей игровой системе или кейсе.

Графические карты доступны в таких конфигурациях, как половинная высота, полная высота, однослотовая, двухслотовая и др. Сделайте свою домашнюю работу, чтобы избежать ненужных затрат и разочарований при установке.

5. AMD FreeSync или NVIDIA G-Sync: эти две технологии синхронизируют частоту обновления между графическим процессором и монитором для уменьшения или устранения разрывов. Обязательно проверьте, какую технологию поддерживает ваш монитор, прежде чем покупать новую видеокарту.

6. Поддержка VR: если вы собираетесь использовать одну из двух основных игровых платформ VR для ПК — HTC Vive или Oculus Rift — вам потребуются карты как минимум среднего уровня, такие как NVIDIA GTX 1060/1070. / 1080 или AMD Radeon RX 570/580.

Знайте свои игровые требования

Обновление игровой системы и, в частности, процессора или графического процессора — это во многом субъективная ситуация. Вы можете захотеть это сделать, чтобы сыграть в определенную игру или в определенный тип игры. Вы можете быть обычным игроком, который просто хочет время от времени играть в разные типы игр.

Или вы можете быть заядлым геймером, который играет достаточно, чтобы нуждаться в такой обработке и производительности, которые будут соответствовать вашему напряженному игровому графику.

Также необходимо учитывать свой бюджет.Если у вас есть ограниченное количество, с которым можно работать, но вы можете периодически добавлять в свою игровую установку, тогда может иметь смысл создание дополнительных, более экономичных обновлений.

Но если вы знаете, что будете играть в новейшие и лучшие игры AAA, как только они будут выпущены, и у вас есть доступный бюджет, то переход на самые мощные CPU и GPU, которые вы можете себе позволить, может того стоить. .

Итог

Графические процессоры

могут быть самой дорогой частью вашей игровой сборки, поэтому, если у вас более ограниченный бюджет, было бы неплохо сэкономить часть их для вашего процессора.Если вы потратите слишком много на графический процессор, не обращая внимания на процессор, ваш игровой процесс может пострадать из-за более низкой частоты кадров в секунду.

Сначала обновите свой процессор

Если вам нравятся динамичные игры, такие как шутеры от первого лица, такие как Call of Duty: Black Ops 4, или стратегии в реальном времени, такие как Age of Empires, или MMORPG, такие как World of Warcraft , то, вероятно, имеет смысл сначала обновить ваш процессор.

Сначала обновите свой графический процессор

С другой стороны, если вы в основном играете в онлайн-игры с открытым миром с четко определенной, иммерсивной средой и потрясающими визуальными эффектами, такими как Grand Theft Auto V или ролевые игры, такие как The Elder Scrolls V: Skyrim или The Witcher III: Wild Hunt, затем сначала обновите графический процессор и начните экономить на новом процессоре.

Об авторе

Джолин Доббин — автор статей в HP® Tech Takes. Джолин — писатель с Восточного побережья, имеющий опыт создания стратегических сообщений, маркетинга и продаж для компаний, работающих в сфере высоких технологий.

Популярные игровые ПК HP

Что такое графический процессор (GPU)?

Графические процессоры (GPU)

— это специальные процессоры, оптимизированные для высокопараллельных вычислений. На мой взгляд, «GPU» — это неправильное название, поскольку чипы GPU на самом деле просто оптимизированы для векторной обработки.Векторная обработка существует уже очень давно и оптимизирована для крупномасштабных матричных вычислений и манипуляций. Определенные классы задач поддаются ускорению за счет векторизации, например, задачи на собственные значения и собственные векторы, а также другие задачи разложения матриц. Это означает, что любую проблему, которую можно свести к серии матричных или векторных операций, можно ускорить с помощью графического процессора.

Мы наблюдаем использование графического процессора в искусственном интеллекте (AI), особенно в области обучения моделей для глубокого обучения и нейронных сетей, поскольку эти обучающие упражнения можно описать как матричные операции.Ускорение, наблюдаемое с помощью графических процессоров по сравнению с приложениями, предназначенными только для ЦП, может быть порядка 10-кратного увеличения скорости или более. Для сравнения: работа, выполнение которой выполнялось в одночасье, теперь может быть выполнено за обедом. При работе с большими объемами данных сохранение заполненности графических процессоров становится проблемой, и, что интересно, скорость и задержка сети начинают ограничивать производительность, а не процессоры. В Nimbix мы предлагаем, чтобы при выполнении крупномасштабных задач, требующих ресурсов графического процессора, использовался источник данных с высоким iOPS, чтобы максимизировать производительность графического процессора.

Графические процессоры

функционируют как сопроцессоры, в которых конкретные задания передаются им для обработки центральным процессором. Программист инструктирует набор процессов, которые должны выполняться на графическом процессоре, вызывая вызов API в программе. Что делает это немного сложным, так это то, что у каждого производителя графических процессоров есть свой собственный API, однако CUDA от NVIDIA, похоже, становится отраслевым стандартом.

Графические процессоры

становятся частью вычислительной среды, и программное обеспечение начинает использовать преимущества этого типа специализированного оборудования.Порядок наблюдаемых ускорений важен для того, чтобы справиться с огромным объемом данных, которые генерируются и используются в таких областях, как искусственный интеллект, обработка изображений, обработка видео, биомедицинские вычисления, интеллектуальный анализ данных и аналитика. Миллион точек данных больше не является аномалией, но правило — миллиарды точек данных становятся обычным явлением. Единственный способ справиться с таким объемом данных — это аппаратное ускорение.

Здесь, в Nimbix, наша среда оснащена новейшими графическими процессорами от Nvidia, включая:

  • V100
  • -П100
  • K80
  • и другие модели

Эти современные графические процессоры помогают быстрее выполнять работу, сокращая время вычислений. Начните работу с облаком Nimbix уже сегодня.

GPU (графический процессор) Определение

Расшифровывается как «Графический процессор». Графический процессор — это процессор, предназначенный для обработки графических операций. Сюда входят как 2D-, так и 3D-вычисления, хотя графические процессоры в первую очередь преуспевают в рендеринге 3D-графики.

История

Ранние ПК не имели графических процессоров, а это означало, что центральный процессор должен был обрабатывать все стандартные вычисления и графические операции. Поскольку требования к программному обеспечению возросли, а графика стала более важной (особенно в видеоиграх), возникла потребность в отдельном процессоре для визуализации графики.31 августа 1999 года NVIDIA представила первый коммерчески доступный графический процессор для настольных компьютеров, получивший название GeForce 256. Он мог обрабатывать 10 миллионов полигонов в секунду, что позволяло разгружать значительный объем обработки графики с центрального процессора.

Успех первого графического процессора побудил разработчиков аппаратного и программного обеспечения быстро внедрить поддержку графических процессоров. Материнские платы производились с более быстрыми слотами PCI, а слоты AGP, предназначенные исключительно для видеокарт, также стали обычным вариантом.Программные API, такие как OpenGL и Direct3D, были созданы, чтобы помочь разработчикам использовать графические процессоры в своих программах. Сегодня выделенная обработка графики является стандартной не только для настольных ПК, но и для ноутбуков, смартфонов и игровых консолей.

Функция

Основное назначение графического процессора — визуализация трехмерной графики, состоящей из многоугольников. Поскольку в большинстве многоугольных преобразований используются десятичные числа, графические процессоры предназначены для выполнения операций с плавающей запятой (в отличие от целочисленных вычислений).Этот специализированный дизайн позволяет графическим процессорам отображать графику более эффективно, чем даже самые быстрые процессоры. Передача обработки графики на мощные графические процессоры — вот что делает возможными современные игры.

В то время как графические процессоры преуспевают в рендеринге графики, чистая мощность графического процессора также может быть использована для других целей. Многие операционные системы и программное обеспечение теперь поддерживают GPGPU или универсальные вычисления на графических процессорах. Такие технологии, как OpenCL и CUDA, позволяют разработчикам использовать графический процессор для помощи процессору в неграфических вычислениях.Это может улучшить общую производительность компьютера или другого электронного устройства.

Обновлено: 25 ноября 2016 г.

TechTerms — Компьютерный словарь технических терминов

Эта страница содержит техническое определение графического процессора. Он объясняет в компьютерной терминологии, что означает графический процессор, и является одним из многих терминов по аппаратному обеспечению в словаре TechTerms.

Все определения на веб-сайте TechTerms составлены так, чтобы быть технически точными, но также простыми для понимания. Если вы сочтете это определение графического процессора полезным, вы можете сослаться на него, используя приведенные выше ссылки для цитирования.Если вы считаете, что термин следует обновить или добавить в словарь TechTerms, отправьте электронное письмо в TechTerms!

Подпишитесь на информационный бюллетень TechTerms, чтобы получать избранные термины и тесты прямо в свой почтовый ящик. Вы можете получать электронную почту ежедневно или еженедельно.

Подписаться

В чем основные отличия?

Центральный процессор (ЦП) — это универсальный процессор с оптимизированной задержкой, который предназначен для последовательной обработки широкого спектра различных задач, а графический процессор (ГП) — это специализированный процессор с оптимизированной пропускной способностью, предназначенный для высокопроизводительных устройств. параллельные вычисления.

Графический процессор

и основы процессора

ЦП

GPU

Параллелизм задач

Параллелизм данных

Несколько тяжелых ядер

Много легких ядер

Большой объем памяти

Высокая пропускная способность памяти

Множество разнообразных наборов инструкций

Несколько высокооптимизированных наборов инструкций

Явное управление потоками

Потоки управляются оборудованием

Что такое ЦП?

Центральный процессор (ЦП) — это мозг вашего компьютера.Основная задача ЦП — выполнять разнообразный набор инструкций в цикле выборки-декодирования-выполнения для управления всеми частями вашего компьютера и запуска всех видов компьютерных программ.

Презентация о производстве современных процессоров Intel

Архитектура ЦП

ЦП очень быстро обрабатывает ваши данные в последовательности, так как у него мало тяжелых ядер с высокой тактовой частотой. Это как швейцарский армейский нож, который отлично справляется с самыми разными задачами.ЦП оптимизирован по задержке и может очень быстро переключаться между несколькими задачами, что может создать впечатление параллелизма. Тем не менее, по сути, он предназначен для выполнения одной задачи за раз.

Что такое графический процессор?

Графический процессор (GPU) — это специализированный процессор, задачей которого является быстрое управление памятью и ускорение компьютера для ряда конкретных задач, требующих высокой степени параллелизма.

Демонстрация графического процессора

и процессора от Адама Сэвиджа и Джейми Хайнемана из Nvidia

Архитектура графического процессора

Поскольку графический процессор использует тысячи легких ядер, наборы команд которых оптимизированы для арифметики размерных матриц и вычислений с плавающей запятой, он чрезвычайно быстр с линейной алгеброй и аналогичными задачами, требующими высокой степени параллелизма.

Как показывает опыт, если ваш алгоритм принимает векторизованные данные, работа, вероятно, хорошо подходит для вычислений на GPU.

Архитектурно внутренняя память графического процессора имеет широкий интерфейс с двухточечным соединением, что увеличивает пропускную способность памяти и увеличивает объем данных, с которыми графический процессор может работать в данный момент. Он разработан для одновременной быстрой обработки огромных массивов данных.

Графический процессор

против ограничений процессора

Тема ограничений ЦП и ГП сводится к конкретному сценарию использования.В некоторых случаях будет достаточно центрального процессора, в то время как другие приложения могут получить выгоду от ускорителя графического процессора.

Давайте теперь раскроем некоторые общие слабые места процессоров CPU и GPU, чтобы помочь вам решить, нужны ли они вам оба или нет.

Ограничения ЦП

Наборы инструкций для тяжелого веса

Тенденция встраивать все более сложные инструкции в аппаратное обеспечение ЦП напрямую — это современная тенденция, у которой есть и обратная сторона.

Чтобы выполнить некоторые из наиболее сложных инструкций, процессору иногда требуется выполнить сотни тактовых циклов.Хотя Intel использует конвейеры команд с параллелизмом на уровне команд, чтобы смягчить это ограничение, это становится накладными расходами для общей производительности ЦП.

Задержка переключения контекста

Задержка переключения контекста — это время, необходимое ядру ЦП для переключения между потоками. Переключение между задачами происходит довольно медленно, потому что ваш ЦП должен хранить регистры и переменные состояния, очищать кеш-память и выполнять другие типы действий по очистке.

Хотя современные процессоры ЦП пытаются решить эту проблему с помощью сегментов состояния задачи, которые снижают многозадачную задержку, переключение контекста по-прежнему является дорогостоящей процедурой.

Закон Мура

Представление о том, что количество транзисторов на квадратный дюйм в интегральной схеме удваивается каждые два года, возможно, подходит к концу. Существует ограничение на количество транзисторов, которые вы можете уместить на кремнии, и вы просто не можете перехитрить физику.

Скорее, инженеры пытались повысить эффективность вычислений с помощью распределенных вычислений, а также экспериментировали с квантовыми компьютерами и даже пытались найти кремниевую замену для производства ЦП.

Ограничения графического процессора

Менее мощные ядра

Хотя у графических процессоров намного больше ядер, они менее мощны, чем их аналоги с ЦП, с точки зрения тактовой частоты. Ядра графического процессора также имеют менее разнообразные, но более специализированные наборы инструкций. Это не обязательно плохо, поскольку графические процессоры очень эффективны для небольшого набора конкретных задач.

Меньше памяти

Графические процессоры

также ограничены максимальным объемом памяти, который они могут иметь. Хотя процессоры графического процессора могут перемещать больший объем информации в данный момент, чем процессоры, доступ к памяти графического процессора имеет гораздо более высокую задержку.

Ограниченные API

Самыми популярными API-интерфейсами графических процессоров являются OpenCL и CUDA. К сожалению, оба они известны тем, что их трудно отлаживать.

Хотя OpenCL является открытым исходным кодом, он довольно медленный на оборудовании Nvidia.