CPU در برابر GPU؛ پردازنده با پردازنده گرافیکی چه تفاوتی دارد؟

اگر حتی کمی در مورد کامپیوتر اطلاعات داشته باشید، مطمئناً می دانید که CPU و GPU دو جزء کاملاً متفاوت هستند که اهمیت زیادی دارند. اما این دو قسمت دقیقا چه تفاوت هایی با هم دارند و چگونه در کنار هم قابلیت های مورد نظر را در اختیار مصرف کنندگان قرار می دهند؟

CPU و GPU چیست؟

به زبان ساده، CPU که به معنای CPU است، مغز کامپیوتر است. این قطعه از میلیون ها ترانزیستور استفاده می کند که برای انجام محاسبات و فرآیندهای مهم استفاده می شوند. اگر سیستم شما پردازنده ندارد، نمی توانید کاری در مورد آن انجام دهید، که تقریباً برای تمام اجزای سخت افزاری صدق می کند.

پردازنده

پردازنده گرافیکی یا پردازنده گرافیکی معروف به کارت گرافیک برای نمایش محتوای گرافیکی روی صفحه و انجام پردازش محاسباتی بسیار خاص استفاده می شود. بدون پردازنده گرافیکی، هیچ محتوایی روی نمایشگر سیستم نمایش داده نخواهد شد. البته نیازی به جدا بودن پردازنده گرافیکی نیست و بسیاری از پردازنده ها به خصوص لپ تاپ ها از پردازنده گرافیکی داخلی استفاده می کنند.

البته پردازنده های گرافیکی داخلی معمولا در مورد قدرت سخت افزاری حرفی برای گفتن ندارند. پس اگر شما هم جزو گیمرهایی هستید که دوست دارید بازی های سنگین انجام دهید یا مثلا می خواهید مدل های سه بعدی را رندر کنید، باید از پردازنده گرافیکی مجزا و قدرتمندتری استفاده کنید.

این قطعات در چه سیستم هایی هستند؟

پردازنده

از آنجایی که پردازنده ها بسیار مهم هستند، در انواع گجت ها و سیستم ها استفاده می شوند و هیچ دستگاه دیجیتالی بدون پردازنده وجود ندارد. پردازنده های موجود در گوشی های هوشمند و گجت های هوشمند به قدری کوچک هستند که قدرت پردازش زیادی را ارائه نمی دهند. از سوی دیگر، ابرکامپیوترها از شبکه های صدها پردازنده استفاده می کنند و پردازش انجام شده توسط این سیستم های پیشرفته می تواند در عرض چند دقیقه گوشی های هوشمند را بسوزاند.

GPU های اختصاصی برای کارهای خاص تر استفاده می شوند. لپ‌تاپ‌ها و سیستم‌های مخصوص بازی از این نوع پردازنده‌های گرافیکی استفاده می‌کنند و گیمرها اغلب مهم‌ترین خریداران این قطعات هستند، زیرا بسیاری از بازی‌ها برای اجرا به قدرت سخت‌افزاری بسیار بالایی نیاز دارند. هنرمندان تجسمی نیز مشتریان مهم این آثار هستند، زیرا باید نسخه های مورد نظر را خیلی سریع پیاده سازی و به تصویر بکشند و پردازنده های گرافیکی یکپارچه نیز قدرت کافی برای این کار را ندارند.

البته نباید استفاده گسترده از کارت های گرافیک را در زمینه یادگیری ماشینی و بازیابی رمزنگاری از دست داد که در ادامه بیشتر به آن خواهیم پرداخت.

تفاوت بین عملکرد CPU و GPU

پردازنده

پردازشگرهای گرافیکی و گرافیکی به دلیل تفاوت در نحوه ساخت، پردازش را متفاوت انجام می دهند. پردازنده فرآیندهای مختلفی را به صورت متوالی یا یکی پس از دیگری در هسته های پردازشی خود اجرا می کند. اکثر پردازنده ها دارای 4 تا 8 هسته هستند، اما برخی از پردازنده های پیشرفته می توانند تا 64 هسته داشته باشند.

هنگامی که یک کامپیوتر در حال اجرا است، هر هسته فرآیندهای متفاوتی را کم و بیش مستقل انجام می دهد. در حالی که یک هسته آنچه را که می خواهد انجام می دهد، هسته های دیگر باید فرآیندهای دیگر سیستم را انجام دهند. از آنجا که این وظایف به صورت متوالی انجام می شوند و قدرت زیادی به هر فرآیند می دهند، پردازنده می تواند به سرعت بین فرآیندهای مختلف حرکت کند.

پردازنده

اما GPU از رویکرد متفاوتی استفاده می کند. هنگامی که یک وظیفه به GPU اختصاص داده می شود، GPU آن را به هزاران پردازش کوچکتر تقسیم می کند و سپس به جای پردازش سری آنها، آن را به طور همزمان انجام می دهد. در نتیجه، پردازنده‌های گرافیکی برای کارهایی مانند طراحی سه بعدی که از اجزای بسیار کوچکی تشکیل شده است، مناسب‌تر هستند.

به عنوان مثال، محیط بازی از میلیون ها چند ضلعی تشکیل شده است. پردازنده گرافیکی می تواند هر یک از این چند ضلعی ها را به صورت جداگانه و همزمان پردازش کند تا کاربران محیط جذاب بازی را تجربه کنند. زمانی که پردازنده گرافیکی در پردازش محتوای بازی با مشکل مواجه می شود، قسمت هایی از بازی پردازش نشده باقی می ماند و با گرافیک کمتر دلپذیری مواجه می شوید.

زمان استفاده از GPU و GPU

پردازنده

با توجه به تفاوت های ذکر شده، GPU و GPU دارای کاربردهای بسیار متفاوتی هستند. پردازش دسته ای برای کامپیوتر بسیار مهم است و اگر سیستم بخواهد همه فرآیندها را یکجا پردازش کند با مشکلات مختلفی مواجه می شود. به زبان ساده، پردازنده‌ها می‌توانند توان زیادی را تنها به تعداد مشخصی از وظایف اختصاص دهند، اما به لطف این رویکرد، فرآیندهای مورد نظر بسیار سریع اجرا می‌شوند.

اما ماهیت پردازنده‌های گرافیکی این است که برای فرآیندهای بزرگ و پیچیده بر اساس تکرار زیاد، مانند قرار دادن هزاران چند ضلعی بر روی صفحه نمایش، عملکرد بهتری دارند. اگر سعی کنید این کار را با CPU انجام دهید، حتی اگر موفق شوید، عملکرد کمتری خواهید داشت.

پردازنده‌های گرافیکی فقط برای پردازنده‌های گرافیکی نیستند

کارت گرافیک

تا چند سال پیش، این فرض که پردازنده های گرافیکی عمدتاً در زمینه گرافیک کامپیوتری کار می کنند، درست بود. در آن زمان، تقریباً تمام کارت های گرافیک برای کارهایی مانند مدل سازی سه بعدی، ویرایش ویدیو و پردازش بازی استفاده می شد. اما در چند سال اخیر، به لطف دو تغییر عمده، استفاده از پردازنده‌های گرافیکی نیز دستخوش تحول بزرگی شده است. اولین مورد یادگیری ماشین یا یادگیری عمیق است که به دلیل نحوه مدیریت داده ها نیاز به پردازش همزمان اطلاعات دارد.

حوزه یادگیری ماشینی از چندین بخش تشکیل شده است، اما در مرحله آموزش نیاز زیادی به سخت افزار قدرتمند وجود دارد. در طول آموزش، شبکه عصبی داده‌های ورودی را دریافت می‌کند، آن‌ها را در لایه‌های پنهان پردازش می‌کند، یک سری وزن به آن‌ها اختصاص می‌دهد و سپس مدل پیش‌بینی می‌کند. وزن ها باعث می شود مدل ها بهتر به نظر برسند و روند پیش بینی بهتر شود. به زبان ساده، استفاده از پردازنده گرافیکی مناسب می تواند فرآیند یادگیری شبکه عصبی را از روز و ساعت به دقیقه و ثانیه تبدیل کند. بنابراین، اگر از پردازنده‌های گرافیکی استفاده نشود، فرآیند یادگیری با چالش‌های زیادی مواجه خواهد شد.

پردازنده های گرافیکی و ارزهای دیجیتال

کارت گرافیک

علاوه بر شبکه های عصبی، پردازنده های گرافیکی نیز به طور گسترده ای برای استخراج ارزهای دیجیتال استفاده می شوند. به زبان ساده، برای به دست آوردن سکه های جدید، باید معادلات رمزنگاری پیچیده را حل کنید تا قفل بخش جدیدی از شبکه بلاک چین را باز کنید. قدرت سخت افزاری در این زمینه بسیار مهم است، زیرا هر چه این قدرت بیشتر باشد معادلات سریعتر حل می شوند.

پردازنده های گرافیکی در این زمینه عملکرد بسیار بهتری نسبت به پردازنده های معمولی دارند که در این زمینه می توان به استفاده از مولفه هایی به نام «واحد محاسبه و منطق» اشاره کرد که برای این کار بسیار مهم هستند. این واحدها نه تنها برای افزایش سرعت تصویربرداری استفاده می شوند، بلکه نقش مهمی در حل مسائل پیچیده ریاضی دارند.

در واقع، کارت های گرافیک در زمینه بازیابی رمزنگاری آنقدر محبوب هستند که بسیاری از کمبود آنها به دلیل همین مشکل است. همانطور که می بینید، پردازنده های گرافیکی در چند سال اخیر بسیار مهم تر از همیشه شده اند.

منبع: How To Geek

نمایش بیشتر

مشاور سئو و طراحی سایت

سلام امید دندان نما هستم مشاور بازاریابی و متخصص طراحی سایت و سئو که در سال 81 وارد دنیای برنامه نویسی شدم و از سال 1386 وارد دنیای بازاریابی و مدرک لیسانس ارتباطات از روی علاقه رفتم گرفتم

دیدگاهتان را بنویسید

دکمه بازگشت به بالا