پردازنده‌ی گرافیکی چیست؟ هر آنچه باید درباره‌ی GPU بدانید
گرافیک کامپیوتر بخش ضروری انواع و اقسام کامپیوترهای شخصی و لپ‌تاپ‌ها محسوب می‌شود. GPU مخفف «واحد پردازش گرافیکی» است که به آن پردازنده‌ی گرافیکی هم گفته می‌شود و به طور بسیار خلاصه، مسؤول نمایش تصاویر در مانیتور سیستم به حساب می‌آید. در ادامه به ماهیت این بخش از کامپیوترها می‌پردازیم و دلایل اهمیت آن را توضیح می‌دهیم.
پردازنده‌ی گرافیکی چه کاری را انجام می‌دهد
اگر از کامپیوتر فقط برای انجام کارهای بسیار ساده مانند سر زدن به سایت‌ها یا اجرای برنامه‌های اداری و ساده استفاده می‌کنید، لازم نیست درباره‌ی پردازنده‌ی گرافیکی اطلاعات بیشتری کسب کنید و همان‌طور که گفتیم به زبان ساده بخشی از سیستم محسوب می‌شود که مسؤولیت نمایش محتواهای مختلف در مانیتور را بر عهده دارد.
با این حال، برای گیمرها و مثلا افرادی که با کارهایی مانند تدوین و رندر تصاویر سه‌بعدی سروکار دارند، پردازنده‌ی گرافیکی اهمیت بسیار بیشتری دارد. این افراد برای انجام کارهای خود تا حد زیادی به این بخش از سیستم نیاز دارند و به همین دلیل تا حد ممکن باید اطلاعات زیادی درباره‌ی آن داشته باشند.
انواع پردازنده‌ی گرافیکی
در بین کامپیوترهای مدرن، دو نوع اصلی از پردازنده‌ی گرافیکی وجود دارد که می‌توانید از آن‌ها بهره ببرید؛ یکپارچه و مجزا. کارت‌های گرافیک قطعات بزرگ و حجیم برای کامپیوترهای دسکتاپ هستند که یک یا دو و گاهی اوقات از سه فن بهره می‌برند. این کارت‌ها علاوه بر تراشه پردازنده‌ی گرافیکی، از حافظه رم برای مدیریت نرم‌افزارهای سنگین گرافیکی مانند بازی‌ها استفاده می‌کنند. فن‌ها هم سعی می‌کنند اجزای این کارت‌ها را خنک نگه دارند.
کارت‌های گرافیک کامپیوترهای دسکتاپ از جمله قطعاتی هستند که به‌راحتی می‌توان آن‌ها را تعویض کرد. تنها کافی است کارت گرافیک را در اسلات PCIe x16 قرار دهید، اگر لازم بود کابل آن را به منبع انرژی وصل کنید و در نهایت درایورهای لازم را نصب کنید.
لپ‌تاپ‌ها هم می‌توانند دارای پردازنده‌ی گرافیکی مجزا باشند. البته به جای یک کارت گرافیک بزرگ، پردازنده گرافیکی لپ‌تاپ یک تراشه است که به مادربرد متصل شده و برخلاف کامپیوترهای دسکتاپ، ارتقای آن‌ها کار راحتی نیست.
همچنین نباید گرافیک‌های یکپارچه را از قلم بیندازیم که به‌عنوان بخشی از پردازنده‌ی سیستم انجام وظیفه می‌کنند. البته تمام پردازنده‌ها از چنین قابلیتی بهره نمی‌برند و مثلا پردازنده‌های رایزن ساخت AMD فاقد چنین مشخصه‌ای هستند. پردازنده‌های دسکتاپ اینتل که شماره مدل آن‌ها به حرف F منتهی می‌شود هم فاقد گرافیک هستند. در این زمینه باید به پردازنده‌های سری X اینتل که انتهای شماره مدل آن‌ها حرف X هست هم اشاره کنیم. به دلیل اینکه این پردازنده‌ها فاقد واحد پردازش گرافیکی هستند، با قیمت پایین‌تری به فروش می‌رسند.
البته پردازنده‌ی بدون گرافیک تنها دغدغه‌ی کاربرانی است که می‌خواهند از کامپیوترهای دسکتاپ استفاده کنند. از طرف دیگر، لپ‌تاپ‌ها باید از تمام امکانات لازم بهره ببرند و به همین خاطر یا مجهز به پردازنده‌ی گرافیکی مجزا هستند یا اینکه با گرافیک یکپارچه با پردازنده به فروش می‌رسند.
نسل جدید پردازنده‌ها معمولا در زمینه‌ی گرافیک هم حرف زیادی برای گفتن دارند. برخی از آن‌ها حتی می‌توانند برخی از بازی‌های سنگین قدیمی‌تر را پخش کنند که البته برای تجربه‌ی بهتر، باید تنظیمات گرافیک آن‌ها تا حدی پایین بیاید. برای افرادی که علاقه‌ای به اجرای بازی‌های سنگین یا استفاده از نرم‌افزارهای گرافیکی پیشرفته ندارند، این پردازنده‌ها می‌توانند تمام نیازهای آن‌ها را به‌خوبی برطرف کنند.
نحوه‌ی کارکرد پردازنده‌ی گرافیکی
ساده‌ترین راه برای درک آنچه که یک پردازنده‌ی گرافیکی انجام می‌دهد، صحبت درباره‌ی بازی‌های ویدیویی است. در یک بازی، ما می‌توانیم یک تصویر کامپیوتری از یک فرد، یک منظره یا یک مدل دقیق از یک شیء سه‌بعدی را ببینیم. روی هم رفته هر چیزی که می‌بینیم، به لطف واحد پردازش گرافیکی به نمایش درمی‌آید.
بازی‌های ویدیویی گرافیک‌های پیچیده‌ای دارند که نیازمند محاسبات ریاضی پیشرفته‌ای هستند و این محاسبات به موازات نمایش تصاویر بر روی نمایشگر انجام می‌شوند. پردازنده‌ی گرافیکی باید اطلاعات مختلفی مانند هندسه، رنگ، سایه و بافت تصویر را ویرایش کند.
پردازنده‌ی گرافیکی تمام دستورالعمل‌های نمایش تصاویر در نمایشگر را از پردازنده دریافت می‌کند و سپس آن‌ها را اجرا می‌کند. به این فرآیند گذر از دستورالعمل‌ها به سمت تصویر نهایی، رندرینگ گفته می‌شود.
تصاویر سه‌بعدی، مبتنی بر اشکال چند ضلعی و مشخصا مثلث هستند. تقریبا هرچیزی که در یک بازی ویدیویی معمولی می‌بینید، از مجموعه‌ی عظیمی از مثلث‌ها تشکیل شده‌اند. اگرچه برای نمایش آن‌ها دیگر اشکال هندسی هم استفاده می‌شوند، اما اکثریت قریب به اتفاق آن‌ها مثلث‌ها هستند.
این اشکال ابتدایی علاوه بر خطوط و نقاط دیگر، به‌عنوان عناصر ابتدایی شناخته می‌شوند که برای ساختن اشیاء قابل تشخیص مانند میز، درخت یا مثلا جادوگری که یک چوب در دست دارد، استفاده می‌شوند. برای یک شیء هرچقدر چند ضلعی‌های بیشتری استفاده شود، تصاویر نهایی هم دقیق‌تر خواهد شد.
هر شیء یک سری مختصات خاص خود را دارد که باید در یک صحنه تنظیم شود. به‌عنوان مثال، اگر یک فرد بخواهد تصویری از یک اتاق غذاخوری ترسیم کند، ما از نظرات خودمان درباره‌ی اینکه میز و صندلی‌ها باید کجا باشند یا اینکه اشیاء دلخواه چقدر باید به دیوار نزدیک باشند، استفاده می‌کنیم. اما یک کامپیوتر نمی‌تواند به‌تنهایی چنین تصمیم‌هایی را بگیرد و به مختصات دقیق برای قرار دادن اشیاء نیاز دارد. این یکی از دلایلی است که گاهی اوقات اوضاع در بازی‌های ویدیویی اشتباه پیش می‌رود و مثلا شما ناگهان یک شیء را به صورت معلق می‌بینید.
بعد از تنظیم صحنه، پردازنده‌ی گرافیکی با توجه به زاویه دید دوربین، پرسپکتیو صحیح را ارائه می‌دهد. به‌عنوان مثال، اگر شخصیت بازی بالای یک اتوبوس پارک شده ایستاده باشد و به درگیری در خیابان نگاه کند، این درگیری نسبت به زمانی که کاراکتر دلخواه پشت یک تاکسی واژگون شده ایستاده، متفاوت به نظر می‌رسد. برای همین زوایای دید مختلف، محاسبات ریاضی سنگین و متنوعی انجام می‌شود.
پس از کمی بهسازی بیشتر، تصاویر به بافت‌ها، سایه‌ها و رنگ‌هایی دست می‌یابند که منجر به زنده شدن همه‌ی جزئیات می‌شود. با توجه به همین پردازش‌های سنگین، بازی‌های پیشرفته برای اینکه بتوانند به بهترین شکل اجرا شوند به واحد پردازش گرافیک جداگانه نیاز دارند.
همان‌طور که از نام واحد پردازش گرافیکی پیداست، این بخش به طور خاص برای پردازش‌های گرافیکی ساخته شده که انجام چنین کاری به محاسبات ریاضی زیادی نیاز دارد. این تمرکز زیاد بر محاسبات باعث شده که افراد مختلف برای استخراج ارزهای مجازی مانند بیت‌کوین از کارت‌های گرافیک استفاده کنند. از طرف دیگر، پردازنده‌ها یا CPU ها تا این حد تخصصی نیستند و هدف کلی‌تری دارند.
به چه نوع پردازنده‌ی گرافیکی نیاز دارید؟
بعد از آشنایی با اصول اولیه‌ی پردازنده‌های گرافیکی، این سؤال مطرح می‌شود که شما به کدام نوع از آن‌ها نیاز دارید؟ اگر اهل اجرای بازی در کامپیوتر دسکتاپ هستید، به یک کارت گرافیک نیاز دارید که خود دنیای وسیعی را تشکیل می‌دهند و می‌توانید مقالات و نقد و بررسی‌های مختلفی را در رابطه با کارت‌های گرافیک گوناگون مطالعه کنید.
به طور کلی، برای خرید کارت گرافیک به رزولوشن مانیتور خود توجه کنید و مثلا اگر مانیتور شما از رزولوشن ۴K بهره می‌برد، کارت گرافیک انتخابی هم باید بتواند از چنین رزولوشنی پشتیبانی کند. بازی‌های ویدیویی به طور مداوم در حال پیشرفت هستند و به سخت‌افزارهای جدیدی نیاز دارند. این یعنی کارت‌های گرافیک سریع‌تر از قطعات دیگر منسوخ می‌شوند.
اما اگر برای اجرای بازی‌های سنگین می‌خواهید لپ‌تاپ بخرید، باید بسیار مراقب باشید. بسیاری از لپ‌تاپ‌های گیمینگ از پردازنده‌ی گرافیکی مجاز بهره می‌برند که تا دو نسل قدیمی‌تر محسوب می‌شوند و هزینه‌ی این لپ‌تاپ‌ها به اندازه‌ی یک لپ‌تاپ با پردازنده گرافیکی جدید است. اگر هم اهل تدوین حرفه‌ای فیلم و ویدیو هستید، یک پردازنده‌ی قدرتمند اهمیت بسیاری بیشتری دارد اما در عین حال باید از کارت گرافیک (حتی اگر نسبتا قدیمی باشد) هم استفاده کنید.
اما برای اکثریت کاربران، باید بگوییم که نیازی به گرافیک مجزا ندارند و فقط از وجود گرافیک در پردازنده اطمینان حاصل کنید. البته همان‌طور که گفتیم، این موضوع برای کامپیوترهای دسکتاپ صدق می‌کند زیرا لپ‌تاپ‌ها در هر صورت از گرافیک یکپارچه یا مجزا بهره می‌برند.
منبع: How To Geek
