Dalam peranti pengkomputeran, kami mempunyai unit pemprosesan yang memproses data. Unit ini dikenali sebagai unit pemprosesan pusat. Tugas utama unit ini merangkumi pengekodan dan penyahkodan data, penyimpanan data, pemprosesan dan penyusunan data, pelaksanaan data, dll. CPU menentukan kelajuan pemprosesan atau kerja peranti. Semasa mengerjakan sejumlah besar data, memerlukan penyimpanan memori yang lebih besar. Hari ini dengan peningkatan teknik pemprosesan gambar, kami menikmati gambar definisi tinggi, grafik yang jelas, dan lain-lain. Operasi matematik yang diperlukan untuk teknik ini sangat besar dan memerlukan unit pemprosesan yang lebih pantas. Untuk mengatasinya, Unit Pemprosesan Grafik (GPU) menjadi tumpuan.

Apakah Unit Pemprosesan Grafik?

Unit pemprosesan digunakan untuk melakukan pengiraan dalam peranti pengkomputeran. Dengan munculnya konsep teknologi seperti citra 3D, streaming video Definisi Tinggi, Grafik, dan lain-lain diperkenalkan. Untuk melaksanakan konsep ini pada peranti perkakasan operasi matematik yang besar dan kompleks harus dilakukan dan dengan kepantasan yang lebih tinggi.

Unit pemprosesan pusat, walaupun mempunyai frekuensi tinggi tidak dapat memproses perhitungan skala besar dengan berkesan. Oleh itu, diperkenalkan unit pemprosesan khusus untuk melaksanakan pengiraan yang lebih besar dengan frekuensi tinggi. Unit pemprosesan ini dipanggil Unit Pemprosesan Grafik. GPU adalah alat elektronik khusus yang digunakan terutamanya untuk pengiraan berdasarkan grafik komputer dan pemprosesan gambar. Ini sama ada tertanam di SoC bersama dengan mikropemproses atau pemproses utama atau tersedia sebagai cip yang berdiri sendiri dengan unit memori khusus.

Fungsi Pengiraan

Untuk pengiraan yang berkaitan dengan grafik komputer 3D, GPU menggunakan transistor yang terdapat dalam reka bentuknya. Pengiraan di sekitar grafik 3D merangkumi operasi geometri seperti putaran dan terjemahan bucu ke dalam sistem koordinat yang berbeza, pemetaan tekstur, dan rendering poligon. Banyak fungsi GPU baru-baru ini juga merangkumi fungsi CPU, terlalu banyak sampel dan teknik interpolasi untuk mengurangkan aliasing.

“apakah daya 3 fasa ”

Hari ini telah terjadi peningkatan yang luar biasa dalam penggunaan GPU dengan peningkatan teknologi pembelajaran dalam dan pembelajaran mesin. Untuk melatih model pembelajaran mendalam, sebilangan besar pengiraan kompleks harus dilakukan. Penggunaan GPU telah menjadikan latihan model pembelajaran mesin menjadi lebih mudah.

Unit pemprosesan grafik didapati 250 kali lebih pantas daripada CPU. Dalam penyahkodan video dipercepat GPU, GPU melakukan bahagian proses penyahkodan video dan pemprosesan pasca video. API yang biasa digunakan untuk tujuan ini adalah DxVA, VDPAU, VAAPI, XvMC, XvBA. Di sini DxVA adalah untuk sistem operasi berasaskan windows dan selebihnya adalah untuk sistem operasi berasaskan Linux dan Unix. XvMC hanya dapat menyahkod video yang dikodkan dengan MPEG-1 dan MPEG-2.

Proses penyahkodan video yang dapat dilakukan oleh GPU adalah seperti berikut-

Pampasan Gerak
Transformasi Kosinus Diskrit Terbalik
Transformasi kosinus diskrit terbalik yang diubah.
Penapis deblocking dalam gelung
Ramalan intra bingkai
Kuantiti terbalik
Pengekodan panjang berubah-ubah
Penyahisan ruang-temporal
Pengesanan sumber interlace automatik
Pemprosesan bitstream
Kedudukan piksel yang sempurna

Senibina Unit Pemprosesan Grafik

GPU biasanya digunakan sebagai pemproses bersama dengan CPU. Dengan ini, CPU dapat melakukan pengkomputeran saintifik dan kejuruteraan untuk tujuan umum dengan frekuensi yang lebih tinggi. Di sini, bahagian kod yang memakan masa dan komputasi dipindahkan ke GPU sedangkan kod yang tinggal masih berfungsi pada CPU. GPU melakukan pemprosesan kod yang selari sehingga meningkatkan prestasi sistem. Jenis pengkomputeran ini dikenali sebagai Pengkomputeran Hibrid.

Senibina Unit Pemprosesan Grafik

Tidak seperti CPU yang berisi dua hingga lapan teras CPU, GPU terdiri dari ratusan core yang lebih kecil. Semua teras ini bekerjasama dalam pemprosesan selari. Untuk menggunakan fungsi senibina pengkomputeran selari GPU secara berkesan, pembangun aplikasi di NVIDIA telah merancang model pengaturcaraan selari yang disebut ‘CUDA’.

Senibina GPU berbeza berdasarkan modelnya. Senibina umum GPU terdiri daripada Multiple Processing Clusters. Kluster ini mengandungi berbilang pemproses Streaming. Di sini, setiap penstriman berbilang pemproses mengandungi lapisan cache arahan lapisan-1 bersama dengan teras yang berkaitan.

Borang GPU

Berdasarkan fungsi dan kaedah pemprosesan mereka terdapat berbagai bentuk GPU yang tersedia di pasaran. Terdapat dua bentuk utama komputer peribadi GPUin - kad grafik khusus, grafik bersepadu. Kad grafik khusus juga dikenali sebagai Discrete GPU. Grafik bersepadu juga dikenali sebagai seni bina memori Bersatu, penyelesaian grafik bersama.

Sebilangan besar GPU direka bentuk memandangkan aplikasinya seperti pemprosesan grafik 3D, permainan, dan lain-lain. GeForceGTX direka khusus untuk permainan, Nvidia Titan direka untuk pengkomputeran awan, Nvidia Quadro direka untuk stesen kerja dan animasi 3D, Nvidia Tesla direka untuk awan stesen kerja dan latihan kecerdasan buatan, Nvidia Drive PX yang direka untuk kereta automatik, dan lain-lain…

Kad Grafik Dedikasi

Sistem dengan GPU khusus dikenali sebagai 'Sistem DIS'. Di sini khusus merujuk kepada fakta bahawa cip GPU ini mempunyai khusus Ram digunakan secara eksklusif oleh kad. Ini biasanya dihubungkan dengan motherboard menggunakan slot pengembangan seperti PCI Express atau Accelerated Graphics Port. Cip ini mudah diganti atau ditingkatkan. Oleh kerana kekangan saiz dan berat GPU khusus pada komputer mudah alih dihubungkan melalui slot bukan standard.

Unit Pemprosesan Grafik Bersepadu

GPU jenis ini tidak mempunyai unit RAM khusus. Sebaliknya, ia menggunakan sebahagian memori komputer untuk operasinya. GPU ini dapat disatukan ke motherboard sama ada sebagai bahagian chipsetnya atau dibina pada die yang sama dengan CPU. Ini mempunyai kapasiti yang lebih rendah daripada kad grafik khusus tetapi lebih murah untuk dilaksanakan. Intel HD Graphics dan AMD Accelerated processing Unit adalah contoh GPU ini.

Pemprosesan Grafik Hibrid

Fungsi GPU ini terletak di antara kad grafik khusus dan kad grafik bersepadu. Ini menggunakan sebahagian memori sistem dan juga mempunyai cache memori khusus yang kecil. Cache khusus ini menggantikan latensi RAM yang tinggi. Memori hiper ATI dan TurboCache Nvidia adalah Unit Pemprosesan Grafik Hibrid yang biasa digunakan.

Pemprosesan Aliran dan Pemprosesan Umum GPU

Ini dikenali sebagai GPGPU. Unit pemprosesan grafik tujuan umum biasanya digunakan sebagai pemproses aliran yang diubahsuai untuk menjalankan kernel komputer. Dengan menggunakan konsep ini, kekuatan komputasi besar shader pemecut grafik moden digunakan sebagai kekuatan pengkomputeran umum. Untuk operasi vektor besar-besaran, kaedah ini memberikan prestasi yang lebih tinggi daripada CPU sederhana.

GPU luaran

Sama seperti cakera keras luaran yang besar, unit pemprosesan grafik ini juga terdapat di bahagian luar unit komputer. Ini juga dihubungkan secara luaran ke komputer riba. Komputer riba biasanya mempunyai jumlah RAM yang baik dan CPU yang cukup kuat. Sebaliknya komputer riba pemproses grafik yang kuat disertakan dengan cip grafik onboard yang kurang berkuasa tetapi lebih cekap tenaga. Ini tidak cukup kuat untuk melakukan grafik permainan dan tidak menyokong permainan grafik yang lebih tinggi. Jadi, GPU Luaran ini digunakan dengan komputer riba untuk persembahan yang lebih tinggi.

Dengan peningkatan permintaan untuk grafik tinggi dan resolusi gambar yang baik, permintaan untuk GPU yang lebih kuat juga meningkat. Dengan adanya GPU yang kuat, banyak lagi yang dapat dicapai dalam bidang teknologi pemprosesan tinggi seperti pembelajaran mesin dan pembelajaran mendalam. GPU juga telah mempercepat ledakan yang luar biasa dalam industri permainan. Banyak permainan grafik tinggi telah dilancarkan yang menggunakan sepenuhnya kekuatan GPU. Jenis GPU yang manakah boleh dilekatkan secara luaran ke komputer riba?

Soalan Lazim

1). Adakah GPU kad Grafik?

Kad grafik yang terdapat pada peranti pengkomputeran adalah keseluruhan bahagian perkakasan. Manakala GPU adalah cip yang terdapat pada kad grafik.

2). CPU atau GPU yang mana yang lebih pantas?

Hari ini GPU tersedia dengan unit memori yang lebih besar, kuasa pemprosesan yang lebih besar, dan lebar jalur memori yang lebih besar berbanding dengan CPU tradisional. Oleh itu, GPU didapati sekitar 50 hingga 100 kali lebih cepat daripada CPU.

3). Berapakah bilangan teras yang dimiliki GPU?

GPU melakukan pengkomputeran selari. Ia mempunyai ratusan teras yang lebih kecil yang bekerjasama. Pengkomputeran selari yang besar ini memberikan GPU kekuatan pengkomputerannya yang unggul.

4). Adakah RTX atau GTX lebih baik?

Jika dibandingkan dengan GTX 1080 Ti, RTX 2080 mempunyai teknologi yang lebih baru dan menawarkan prestasi yang lebih baik dan lebih pantas. RTX kosnya lebih rendah berbanding GTX.

5). Bolehkah GPU menggantikan CPU?

GPU lebih pantas daripada CPU. Mereka melaksanakan tugas dengan sangat pantas dengan melakukan banyak tugas dalam satu masa. Tetapi ia hanya dapat melakukan operasi frekuensi lebih tinggi tertentu dan semua pelaksanaan lain seperti gangguan, penyimpanan data dilakukan oleh CPU. Tidak, GPU tidak dapat menggantikan CPU.