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.
По материалам AndroidPit
Что такое графический процессор и как он работает Эрнест Василевский
androidinsider.ru
Доброго всем времени суток, мои дорогие друзья и гости моего блога. Сегодня я бы хотел поговорить немного об аппаратной части наших компьютеров. Скажите пожалуйста, вы слышали про такое понятие как GPU? Оказывается просто многие впервые слышат такую аббревиатуру.
Как бы банально это не звучало, но сегодня мы живем в эру компьютерных технологий, и порой сложно найти человека, который понятия не имеет, как работает компьютер. Так, например, кому-то достаточно осознания, что компьютер работает благодаря центральному процессору (CPU).
Кто-то пойдет дальше и узнает, что есть ещё и некий GPU. Такая замысловатая аббревиатура, но похожая на предыдущую. Так давайте же разберемся, что такое GPU в компьютере, какие они бывают и какие различия есть у него с CPU.
style="display:block" data-ad-client="ca-pub-4066320629007052" data-ad-slot="5193769527"
data-ad-format="auto">
Простыми словами, GPU - это графический процессор, иногда его именуют видеокартой, что отчасти является ошибкой. Видеокарта - это готовое компонентное устройство, в состав которого как раз и входит нами описываемый процессор. Он способен обрабатывать команды для формирования трёхмерной графики. Стоит отметить, что он является для этого ключевым элементом, от его мощности зависит быстродействие и различные возможности видеосистемы в целом.
Графический процессор имеет свои отличительные особенности по сравнению с его собратом CPU. Основное различие кроется в архитектуре, на которой он построен. Архитектура GPU построена таким образом, что позволяет обрабатывать большие массивы данных более эффективно. CPU, в свою очередь, обрабатывает данные и задачи последовательно. Естественно, не стоит воспринимать эту особенность как минус.
Существует не так много видов графических процессоров, один из них именуется, как дискретный, и применяется на отдельных модулях. Такой чип достаточно мощный, поэтому для него требуется система охлаждения из радиаторов, кулеров, в особо нагруженных системах может применяться жидкостное охлаждение.
Сегодня мы можем наблюдать значительный шаг в развитие графических компонентов, это обуславливается появлением большого количества видов GPU. Если раньше любой компьютер приходилось снабжать дискретной графикой, чтобы иметь доступ к играм или другим графическим приложениям, то сейчас такую задачу может выполнять IGP - интегрированный графический процессор.
Интегрированной графикой сейчас снабжают практически каждый компьютер (за исключением серверов), будь то, ноутбук или настольный компьютер. Сам видео-процессор встроен в CPU, что позволяет значительно снизить энергопотребление и саму цену устройства. Кроме того, такая графика может быть и в других подвидах, например: дискретная или гибридно-дискретная.
Первый вариант подразумевает наиболее дорогое решение, распайку на материнской плате или же отдельный мобильный модуль. Второй вариант называется гибридным неспроста, фактически он использует видеопамять небольшого размера, которая распаяна на плате, но при этом способен расширять её за счёт оперативной памяти.
Естественно, такие графические решения не могут поравняться с полноценными дискретными видеокартами, но уже сейчас показывает достаточно хорошие показатели. В любом случае, разработчикам есть куда стремиться, возможно за таким решением будущее.
Ну а на этом у меня, пожалуй, все. Надеюсь, что статья вам понравилась! Жду вас снова у себя на блоге в гостях. Удачи вам. Пока-пока!
koskomp.ru
Что такое встроенная графика?
Встроенный графический процессор как для геймеров, так и для нетребовательных пользователей играет важную роль.
От него зависит качество игр, фильмов, просмотра видео в интернете и изображений.
Графический процессор встроен в материнскую плату
Графический процессор интегрируется в материнскую плату компьютера - так выглядит встроенный графический процессор.
Как правило, используют его, чтобы убрать необходимость установки графического адаптера - видеокарты.
Такая технология помогает снизить себестоимость готового продукта. Кроме того, благодаря компактности и нетребовательного энергопотребления таких процессоров их часто устанавливают в ноутбуки и маломощные настольные компьютеры.
Таким образом, встроенные графические процессоры заполонили эту нишу настолько, что 90% ноутбуков на полках магазинов США имеют именно такой процессор.
Вместо обычной видеокарты во встроенных графиках часто вспомогательным средством служит сама оперативная память компьютера.
Правда, такое решение несколько ограничивает производительность девайса. Всё же сам компьютер и графический процессор используют одну шину для памяти.
Так что подобное “соседство” сказывается на выполнении задач, особенно при работе со сложной графикой и во время игрового процесса.
Вернуться к меню 
Виды графических процессоров
Встроенная графика имеет три группы:
Занимаются изготовлением и разработкой встроенных графических процессоров, как правило, крупные компании - Intel, AMD и Nvidia, но подключаются к этой сфере и многие небольшие предприятия.
Видеокарты от AMD пользователи считают более мощными, чем те же Intel. Однако чем же не угодили Intel? Если верить статистике, то они лидеры продаж микросхем.
Вернуться к меню 
Графические процессоры от Intel
Данная компания начала использовать встроенные видеокарты с выхода Westmere.
После него HD Graphics ставили лишь в Pentium и Celeron. С поколения Haswell разработали новую классификацию чипов: 4 - Haswell, 5 - Broadwell. Но с поколения Skylake маркировка вновь изменилась.
Маркировка делится на четыре вида:
Одна из последних разработок Intel в сфере интегрированный видеокарт - Intel HD Graphics 530.
Его производители позиционируют как оптимальное решение даже для самых мощных игр, правда, реальность не настолько оптимистична.
Основана новая видеокарта на графическом ядре Skylake. Оно же, в свою очередь, строится на основе одного или нескольких модулей, каждый из которых состоит из трех секций.
Они соединяют по 8 устройств-исполнителей, обрабатывающих графические данные, и, вдобавок ко всему, содержат специальные модули, работающие с памятью, и текстурные семплеры.
К тому же, графическое ядро имеет внемодульную часть, что улучшает и добавляет некоторые функции.
Сейчас же фирма Intel работает непосредственно с увеличением мощности своей продукции, а также добавлением новых функций.
К примеру, в GPU запустили новую технологию Lossless Render Target Compression, которая позволяет осуществлять рендринг видео без существенных потерь в качестве.
К тому же, компания трудилась над увеличением быстродействия интегрированных процессоров в играх на 3-11%.
Разработчики поработали и над качеством воспроизведения видео - его интегрированная видеокарта поддерживает и в 4К разрешении.
Что касается игр, то большая часть будет работать нормально, но для заядлых геймеров все же стоит обратить внимание на AMD 10.
Их графическая производительность значительно превышает показатели HD Graphics 530. Так что видеоядро HD Graphics 530 подойдет по большей мере для нетребовательных сетевых игр и, конечно, же потянет обычные мини-игры.
Вернуться к меню 
Графические процессоры от AMD
Процессоры AMD со встроенным графическим ядром являются едва ли не прямыми конкурентами Intel.
Соперничество, конечно, заключается в предоставлении наилучшего соотношения цена/качество. Как ни странно, AMD таки отстает от своего соперника, у которого доля продаж выше.
Однако работают процессоры AMD порой значительно лучше.
Правда, ситуация совсем другая, когда речь идет о дискретных процессорах. Около 51% как раз доля AMD. Так что если вас интересует именно дискретная графика, стоит обратить внимание именно на эту компанию.
Одна из последних разработок AMD, которая составляет неплохую конкуренцию Intel HD Graphics 530, - AMD A10-7850K.
Вернуться к меню
Относится данный тип интегрированной графики к гибридному виду. Ядро Kaveri вмещает 8 асинхронных вычислительных движков. Причем доступ к системной памяти у них с x86-ядрами равноценный.
В частности, при помощи HSA вычислительные кластеры выполняют собственные процессы независимо от других ядер.
Таким образом, A10-7850К имеет в распоряжении 4 вычислительные ядра и 8 графических кластеров.
AMD по этому поводу называет данную разработку 12-ядерным процессором. Правда, не все так гладко: 12 ядер не равнозначные, им нужны специализированные программные коды.
Сама же ОС не заметит никаких дополнительных восьми ядер, а увидит все те же 4 x86-ядра.
В общем, x86-составляющая несколько портит все впечатление.
К примеру, тактовая частота изрядно пострадала. Причем настолько, что даже предыдущая модель посильнее будет. Может, в будущем производитель будет дорабатывать данный параметр. Всё же показатель хотя бы в 4 ГГц улучшил работоспособность и быстродействие.
На данный момент средняя частота работы этой встроенной графики во время серьезной нагрузки составляет 3,8 ГГц. В обычном положении достигает 1,7 ГГц.
Таким образом, данная модель дискретной графики в меру мощная, но и несколько дешевле аналога от Intel. Игры такое устройство потянет, работу с трехмерным изображением тоже.
Вернуться к меню 
Выходы интегрированной видеокарты
Включить интегрированную графику не составляет особого труда. Чаще всего сам монитор выводит изображение с подключенной к нему видеокарты.
Правда, и такой автоматический режим не всегда срабатывает. Тогда и нужно самостоятельно заняться решение проблемы - поменять настройки в БИОС.
Сделать это несложно. Найдите надпись Primary Display или Init Display First. Если не видите что-то такое, поищите Onboard, PCI, AGP или PCI-E (всё зависит от установленных шин на материнку).
Выбрав PCI-E, к примеру, вы включаете видеокарту PCI-Express, а встроенную интегрированную отключаете.
Таким образом, чтобы включить интегрированную видеокарту нужно найти соответствующие параметры в биосе. Часто процесс включения автоматический.
Вернуться к меню 
Как включить встроенный процессор
Отключение лучше проводить в БИОСе. Это самый простой и незатейливый вариант, подходящий для практически всех ПК. Исключением являются разве что некоторые ноутбуки.
Снова же найдите в БИОС Peripherals или Integrated Peripherals, если вы работаете на десктопе.
Для ноутбуков название функции другое, причем и не везде одинаковое. Так что просто найдите что-то относящиеся к графике. К примеру, нужные опции могут быть размещены в разделах Advanced и Config.
Отключение тоже проводится по-разному. Иногда хватает просто щелкнуть “Disabled” и выставить PCI-E видеокарту первой в списке.
Если вы пользователь ноутбука, не пугайтесь, если не можете найти подходящий вариант, у вас априори может не быть такой функции. Для всех остальных устройств же правила простые - как бы не выглядел сам БИОС, начинка та же.
Если вы имеете две видеокарты и они обе показаны в диспетчере устройств, то дело совсем простое: кликнете на одну из них правой стороной мышки и выберите “отключить”. Правда, учитывайте, что дисплей может потухнуть. У ноутбуков, скорее всего, так и будет.
Однако и это решаемая проблема. Достаточно перезагрузить компьютер или же подключить второй монитор по HDMI или VGA.
Все последующие настройки проведите на нем. Если не работает данный способ, сделайте откат своих действий с помощью безопасного режима. Также можете прибегнуть и к предыдущему способу - через БИОС.
Две программы - NVIDIA Control Center и Catalyst Control Center - настраивают использование определенного видеоадаптера.
Они наиболее неприхотливы по сравнению с двумя другими способами - экран вряд ли выключится, через БИОС вы тоже случайно не собьете настройки.
Для NVIDIA все настройки находятся в разделе 3D.
Выбрать предпочитаемый видеоадаптер можно и для всей операционной системы, и для определенных программ и игр.
В ПО Catalyst идентичная функция расположена в опции «Питание» в подпункте “Switchable Graphics”.
Таким образом, переключиться между графическими процессорами не составляет особого труда.
Есть разные методы, в частности, и через программы, и через БИОС, Включение или выключение той или иной интегрированной графики может сопутствоваться некоторыми сбоями, связанных преимущественно с изображением.
Может погаснуть экран или просто появиться искажения. На сами файлы в компьютере ничего не должно повлиять, разве что вы что-то наклацали в БИОСе.
Вернуться к меню 
Нужна ли встроенная графика?
В итоге, встроенные графические процессоры пользуются спросом за счет своей дешевизны и компактности.
За это же придется платить уровнем производительности самого компьютера.
В некоторых случая интегрированная графика просто необходима - дискретные процессоры идеальны для работы с трехмерными изображениями.
К тому же, лидеры отрасли - Intel, AMD и Nvidia. Каждый из них предлагает свои графические ускорители, процессоры и другие составляющие.
Последние популярные модели - Intel HD Graphics 530 и AMD A10-7850K. Они довольно функциональны, но имеют некоторые огрехи. В частности, это относится к мощности, производительности и стоимости готового продукта.
Включить или отключить графический процессор со встроенным ядром можно или же самостоятельно через БИОС, утилиты и разного рода программы, но и сам компьютер вполне может сделать это за вас. Всё зависит от того, какая видеокарта подключена к самому монитору.
geek-nose.com
Современные видеокарты, в силу требований от них огромной вычислительной мощи при работе с графикой, оснащаются своим собственным командным центром, иначе говоря - графическим процессором.
Это было сделано для того, чтобы «разгрузить» центральный процессор, который из-за своей широкой «сферы применения», просто не в состоянии справляться с требованиями, которые выдвигает современная игровая индустрия.
Графические процессоры (GPU) по сложности абсолютно не уступают центральным процессорам, но из-за своей узкой специализации, в состоянии более эффективно справляться с задачей обработки графики, построением изображения, с последующим выводом его на монитор.
Если говорить о параметрах, то они у графических процессоров весьма схожи с центральными процессорами. Это уже известные всем параметры, такие как микроархитектура процессора, тактовая частота работы ядра, техпроцесс производства. Но у них имеются и довольно специфические характеристики. Например, немаловажная характеристика графического процессора – это количество пиксельных конвейеров (Pixel Pipelines). Эта характеристика определяет количество обрабатываемых пикселей за один такт роботы GPU. Количество данных конвейеров может различаться, например, в графических чипах серии Radeon HD 6000, их количество может достигать 96.
Пиксельный конвейер занимается тем, что просчитывает каждый последующий пиксель очередного изображения, с учётом его особенностей. Для ускорения процесса просчёта используется несколько параллельно работающих конвейеров, которые просчитывают разные пиксели одного и того же изображения.
Также, количество пиксельных конвейеров влияет на немаловажный параметр – скорость заполнение видеокарты. Скорость заполнения видеокарты можно рассчитать умножив частоту ядра на количество конвейеров.
Давайте рассчитаем скорость заполнения, к примеру, для видеокарты AMD Radeon HD 6990 (рис.2) Частота ядра GPU этого чипа составляет 830 МГц, а количество пиксельных конвейеров – 96. Нехитрыми математическими вычислениями (830х96), мы приходим к выводу, что скорость заполнения будет равна 57,2 Гпиксель/c.
Помимо пиксельных конвейеров, различают ещё так называемых текстурные блоки в каждом конвейере. Чем больше текстурных блоков, тем больше текстур может быть наложено за один проход конвейера, что также влияет на общую производительность всей видеосистемы. В вышеупомянутом чипе AMD Radeon HD 6990, количество блоков выборки текстур составляет 32х2.
В графических процессорах, можно выделить и другой вид конвейеров – вершинные, они отвечают за расчёт геометрических параметров трёхмерного изображения.
Сейчас, давайте рассмотрим поэтапный, несколько упрощенный, процесс конвейерного расчёта, с последующим формированием изображения:
1-й этап. Данные о вершинах текстур поступают в вершинные конвейеры, которые занимаются рассчётом параметров геометрии. На этом этапе подключается блок «T&L» (Transform & Lightning). Этот блок отвечает за освещение и трансформацию изображения в трёхмерных сценах. Обработка данных в вершинном конвейере проходит за счёт программы вершинного шейдера (Vertex Shader).
Не многие пользователи знают, что видеокарты могут выполнять намного больше, чем просто отображать картинку на мониторе. Используя CUDA, Stream и остальные подобные технологии, можно существенно поднять производительность компьютера, взвалив на себя не свои вычисления. Ниже будет описан принцип работы.
Чтобы вывести на экран непрерывные кадры в какой-нибудь современной игры, компьютеру требуется хорошая производительность. Стоит предположить, что современные видеокарты по производительности соответствуют свежим версиям процессоров.
Стоит отметить, что когда видеоадаптер простаивает и не выполняет обработку изображения, ее возможности остаются невостребованными. Чтобы не было такого простоя и можно было взвалить на нее некоторые обязанности, что снизит нагрузку на процессор, необходимо применять специальные опции ускорения компьютера. Ниже будет подробная инструкция о принципах работы этой технологии, которая может увеличить производительность ПК.
Каким образом видеоплата увеличивает скорость работы компьютера?
Воспользоваться возможностями видеокарт могут только специальные приложения. Данные программы могут совмещаться с видеокартой и используют одну из 4-х технологий физического ускорения.
CUDA. Данную разработку создала корпорация Nvidia. Эта технология может применяться для проведения сложных вычислительных манипуляций и для редактирования видео и картинок.
Stream. Эта технология механического ускорения аналогична первой, но разработана изготовителем видеоадаптеров AMD.
Обе эти технологии поддерживаются всеми операционками, кроме Mac OS, и используют только с видеокартами подходящего изготовителя. Создатели ПО вынуждены проводить дополнительную работу, чтобы видеокарты обоих разработчиков смогли увеличивать скорость работы их приложений. Ниже представлены технологии, которые способны работать с платами обоих изготовителей.
OpenCL. Эта технология была выпущена корпорация Apple в 2008 году и поддерживается всеми операционками и любым ПО. Однако, на сегодняшний день нет приложений для ускорения компьютера с использованием этой технологии. Кроме того, по увеличению продуктивности OpenCL существенно позади от первых двух технологий.
DirectCompute. Эта технология была встроена компанией Microsoft в DirectX 11. Но она способна работать только на операционках Windows 7 и Vista, и то с небольшим пакетом приложений.
Какое увеличение производительности предоставляет видеокарта?
Прирост непосредственно зависит от графического адаптера и производительности остальных элементов компьютера. Увеличение производительности устанавливается утилитами и проводимыми операциями. На современном среднем ПК увеличение скорости преобразования высококачественного видео может достигать до 20-ти раз. А вот редактирование фильтрами и спецэффектами фотоснимком может ускориться в триста раз.
Что влияет на высокую продуктивность CUDA и подобных технологий?
CPU на материнке при выполнении сложных задач изначально разделяет процесс на несколько поменьше, а после выполняет их последовательную обработку. Полученный промежуточный результат размещается в маленькой, но быстрой памяти процессора. Когда отделы памяти переполняются, файлы перемещаются в кэш-память, которая также расположена в процессоре. Но на обмен информацией между процессором и оперативкой требуется довольно много времени, поэтому скорость получается не совсем высокой.
Видеокарты иногда могут проводить такие манипуляции значительно быстрее. На это может влиять несколько обстоятельств. Одно из них параллельные вычисления. При необходимости провести несколько подобных манипуляций, некоторые из них могут проводиться графическим модулем совместно с процессором.
К примеру, при работе с видео или картинками утилите необходимо изменять огромное количество пикселей, и при этом используя повторяющиеся способы. Специально для этого графический адаптер обладает сотнями мелких процессоров, которые носят названия потоковые.
Кроме того, необходим быстрый доступ к памяти. По аналогии с центральными процессами, графические адаптеры также располагают своей промежуточной памятью и оперативкой. Но в этом случае они обладают множеством регистров скоростной памяти, что существенно увеличивает скорость вычислений.
Какое число потоковых CPU обладают видеокарты?
На это влияет модель процессора. К примеру, GeForse GTX 590 располагает двумя модулями Fermi, каждый из которых обладает 512 потоковыми CPU. Одна из мощнейших видеоплат от AMD — Radeon HD 6990 – также оснащена парой модулей, в каждом из которых по 1536 процессоров. Но при всем этом, HD 6990 существенно проигрывает GTX 590 по скорости.
Как запустить CUDA или Stream?
Ничего запускать не следует, так как технологии представляют собой элемент аппаратной части видеокарт. После того, как драйвер графического адаптера установить приложение, которое поддерживает какую-то технологию, тогда автоматически произойдет увеличение скорости работы компьютера. Чтобы получить полную производительность, необходимо инсталлировать свежую версию драйвера.
Стоит отметить, что пользователям видеокарт AMD требуется скачать и инсталлировать набор AMD Media Codec Package.
Почему не все утилиты работают с этими технологиями?
До того момента, пока OpenCL не будет широко распространен, создателям программного обеспечения надо подстраивать каждое приложение для возможности работать с видеоплатами Nvidia и AMD. Но при этом не каждый производитель пойдет на дополнительные расходы.
Кроме того, не все приложения имеют возможность обеспечивать постоянный поток несложных операций вычислений, которые могут происходить параллельно. Это может отлично сработать совместно с программами по редактированию видео и графики. Для почтовиков или текстовых редакторов эти технологии не сильно помогут.
Супер ПК
К примеру, китайский ПК Tianhe-1А располагает 7168 графическими модулями Nvidia, которые поддерживают отличную производительность. При этом проходит 2,5 трлн вычислений в секунду. Этот компьютер расходует 4 мегаватта энергии. Столько электричества расходует городок с пятью тысячами человек населения.
Способен ли графический адаптер заменить центральный?
Такую замену провести невозможно. Устройство этих процессоров полностью разное. CPU представляет собой универсальный вычислительный блок, который имеет возможность обрабатывать и пересылать информацию другим элементам ПК. В свою очередь, видеокарты являются узконаправленными устройствами, несмотря на то, что выполняют маленькое количество операций, но при этом с высокой скоростью.
Что будет в будущем: универсальные чипы
Чтобы увеличить производительность CPU, корпорации Intel и AMD постоянно добавляют ядра в свои процессоры. Кроме того, они постоянно добавляют новые технологии, которые способны увеличить эффективность вычислительных операций и возможность параллельной обработки информации.
По сравнению с центральными процессорами, видеокарты уже располагают большим количеством простых ядер, которые способны очень быстро выполнить комплексные вычисления.
Но получается так, что начальные отличия в принципах работы видеокарты и CPU понемногу стираются. Поэтому разработка универсального чипа очень логична. На сегодняшний день пользователи компьютера могут использовать весь потенциал видеокарты без дорогих графических чипов.
Современные процессоры от ведущих разработчиков, на данный момент могут продемонстрировать возможность соединить графический адаптер и CPU и работать, как один универсальный вычислительный блок.
В любом из чипов ядра CPU и видеокарты размещаются на единственном кристалле. Это предоставляет возможность быстрее разделить вычислительные манипуляции между ядрами. Эти применяемые технологии носят имя Intel Quick Sync и AMD Арр. В данное время уже имеются отдельные приложения, которые применяют подобную технологию.
В общем, это все, что необходимо знать о различиях центрального процессора и видеокарты. Как видно из написанного, графический процессор способен выполнять некоторые операции центрального, особенно это касается современных компьютеров с мощными видеокартами.
Графический процессор (GPU) является не менее важным компонентом SoC мобильного устройства, чем (CPU). За последние пять лет бурное развитие мобильных платформ Android и iOS подстегнуло разработчиков мобильных графических процессоров, и сегодня никого не удивить мобильными играми с трехмерной графикой уровня PlayStation 2 или даже выше. Вторую статью цикла “Ликбез по мобильному железу” я посвятил графическим процессорам.
В настоящее время бОльшую часть графических чипов производят используя ядра: PowerVR (Imagination Technologies), Mali (ARM), Adreno (Qualcomm, ранее ATI Imageon) и GeForce ULP (nVIDIA).
PowerVR – это подразделение компании Imagination Technologies, которая в недавнем прошлом разрабатывала графику для настольных систем, но под давлением ATI и nVIDIA вынуждена была покинуть этот рынок. Сегодня PowerVR разрабатывает, пожалуй, самые мощные GPU для мобильных устройств. Чипы PowerVR используют при производстве процессоров такие компании, как Samsung, Apple, Texas Instruments и др. Например, разные ревизии GPU от PowerVR установлены во всех поколениях Apple iPhone. Актуальными остаются серии чипов 5 и 5XT. К пятой серии относятся одноядерные чипы: SGX520, SGX530, SGX531, SGX535, SGX540 и SGX545. Чипы серии 5XT могут иметь от 1 до 16 ядер: SGX543, SGX544, SGX554. Спецификации 6 серии (Rogue) пока уточняются, но уже известен диапазон производительности чипов серии – 100-1000GFLOPS.
Mali – это графические процессоры, разрабатываемые и лицензируемые британской ARM. Чипы Mali являются составной частью различных SoC, производимых Samsung, ST-Ericsson, Rockchip и др. Например, Mali-400 MP входит в состав SoC Samsung Exynos 421x, используемых в таких смартфонах, как Samsung Galaxy SII и SIII, в двух поколениях “смартфонпланшетмаша?” Samsung Note. Актуальным на сегодня является Mali-400 MP в двух- и четырехядерных вариантах. На подходе чипы Mali-T604 и Mali-T658, производительность которых до 5 раз выше, чем у Mali-400.
Adreno – это графические чипы, которые разрабатывает одноименное подразделение американской Qualcomm. Название Adreno является анаграммой от Radeon. До Qualcomm подразделение принадлежало ATI, а чипы носили название Imageon. Последние несколько лет Qualcomm при производстве SoC использовала чипы 2xx серии: Adreno 200, Adreno 205, Adreno 220, Adreno 225. Последний из списка – совсем свежий чип – выполненный по 28нм технологии, самый мощный из Adreno 2хх серии. Его производительность в 6 раз выше, чем у “старичка” Adreno 200. В 2013 году все больше устройств получат графические процессоры Adreno 305 и Adreno 320. Уже сейчас 320-ый установлен в Nexus 4 и китайскую версию Nokia Lumia 920T, по некоторым параметрам чип в 2 раза мощнее 225-го.
GeForce ULP (ultra-low power) – мобильная версия видео-чипа от nVIDIA, входит в состав системы-на-кристалле Tegra всех поколений. Одним из важнейших конкурентных преимуществ Tegra является специализированный контент, предназначенный только для устройств на основе этой SoC. У nVIDIA традиционно тесная связь с разработчиками игр, и их команда Content Development работает вместе с ними для того, чтобы оптимизировать игры для графических решений GeForce. Для доступа к таким играм nVIDIA даже запустила Android-приложение Tegra Zone, специализированный аналог Android Market, в котором можно скачать оптимизированные для Tegra приложения.
Производительность графических процессоров обычно измеряется по трем параметрам:
– количество треугольников в секунду обычно в миллионах – Мега (MTriangles/s);
– количество пикселей в секунду обычно в миллионах – Мега (MPixel/s);
– количество операций с плавающей точкой в секунду обычно в миллиардах – Гига (GFLOPS).
По “флопсам” требуется небольшое пояснение. FLOPS (FLoating-point Operations Per Second) – это количество вычислительных операций или инструкций, выполняемых над операндами с плавающей точкой (запятой) в секунду. Операнд с плавающей точкой – это нецелое число (корректней было бы сказать “с плавающей запятой”, ведь знаком, отделяющим целую часть числа от дробной в русском языке является именно запятая). Понять какой графический процессор установлен в твоем смартфоне поможет ctrl+F и таблица приведенная ниже. Обратите внимание на то, что GPU разных смартфонов работают на разной частоте. Что бы вычислить производительность в GFLOPS для конкретной модели необходимо число указанное в столбце “производительность в GFLOPS” разделить на 200 и умножить на частоту отдельно взятого GPU (например в Galaxy SIII GPU работает на частоте 533МГц значит 7,2 / 200 * 533 = 19,188):
| Название смартфона/планшета | Процессор | Графический процессор | Производительность в GFLOPS |
| Samsung Galaxy S 4 | Samsung Exynos 5410 | PowerVR SGX544MP3 | 21,6 @200МГц |
| HTC One | Qualcomm Snapdragon 600 APQ8064T | Adreno 320 | 20,5 @200МГц |
| Samsung Galaxy S III, Galaxy Note II, Galaxy Note 10.1 | Samsung Exynos 4412 | Mali-400 MP4 | 7,2 @200МГц |
| Samsung Chromebook XE303C12, Nexus 10 | Samsung Exynos 5250 | Mali-T604 MP4 | 36 @200МГц |
| Samsung Galaxy S II, Galaxy Note, Tab 7.7, Galaxy Tab 7 Plus | Samsung Exynos 4210 | Mali-400 MP4 | 7,2 @200МГц |
| Samsung Galaxy S, Wave, Wave II, Nexus S, Galaxy Tab, Meizu M9 | Samsung Exynos 3110 | PowerVR SGX540 | 3,2 @200Мгц |
| Apple iPhone 3GS, iPod touch 3gen | Samsung S5PC100 | PowerVR SGX535 | 1,6 @200Мгц |
| LG Optimus G, Nexus 4, Sony Xperia Z | Qualcomm APQ8064(ядра Krait) | Adreno 320 | 20,5 @200МГц |
| HTC One XL, Nokia Lumia 920, Lumia 820, Motorola RAZR HD, Razr M, Sony Xperia V | Qualcomm MSM8960(ядра Krait) | Adreno 225 | 12,8 @200МГц |
| HTC One S, Windows Phone 8x, Sony Xperia TX/T | Qualcomm MSM8260A | Adreno 220 | ~8,5* @200МГц |
| HTC Desire S, Incredible S, Desire HD, SonyEricsson Xperia Arc, Nokia Lumia 800, Lumia 710 | Qualcomm MSM8255 | Adreno 205 | ~4,3* @200МГц |
| Nokia Lumia 610, LG P500 | Qualcomm MSM7227A | Adreno 200 | ~1,4* @128МГц |
| Motorola Milestone, Samsung i8910, Nokia N900 | TI OMAP3430 | PowerVR SGX530 | 1,6 @200Мгц |
| Samsung Galaxy Nexus, Huawei Ascend P1, Ascend D1, Amazon Kindle Fire HD 7″ | TI OMAP4460 | PowerVR SGX540 | 3,2 @200Мгц |
| RIM BlackBerry Playbook, LG Optimus 3D P920, Motorola ATRIX 2, Milestone 3, RAZR, Amazon Kindle Fire первого и второго поколений | TI OMAP4430 | PowerVR SGX540 | 3,2 @200Мгц |
| Motorola Defy, Milestone 2, Cliq 2, Defy+, Droid X, Nokia N9, N950, LG Optimus Black, Samsung Galaxy S scLCD | TI OMAP3630 | PowerVR SGX530 | 1,6 @200Мгц |
| Acer Iconia Tab A210/A211/A700/ A701/A510, ASUS Transformer Pad, Google Nexus 7, Eee Pad Transformer Prime, Transformer Pad Infinity, Microsoft Surface, Sony Xperia Tablet S, HTC One X/X+, LG Optimus 4X HD, Lenovo IdeaPad Yoga | nVidia Tegra 3 | GeForce ULP | 4,8 @200МГц |
| Acer Iconia Tab A500, Iconia Tab A501, Iconia Tab A100, ASUS Eee Pad Slider, Eee Pad Transformer, HTC Sensatoin/XE/XL/4G, Lenovo IdeaPad K1, ThinkPad Tablet, LG Optimus Pad, Optimus 2X, Motorola Atrix 4G, Electrify, Photon 4G, Xoom, Samsung Galaxy Tab 10.1, Galaxy Tab 8.9, Sony Tablet P, Tablet S | nVidia Tegra 2 | GeForce ULP | 3,2 @200МГц |
| Apple iPhone 5 | Apple A6 | PowerVR SGX543MP3 | 19,2 @200МГц |
| Apple iPad 2, iPhone 4S, iPod touch 5gen, iPad mini | Apple A5 | PowerVR SGX543MP2 | 12,8 @200МГц |
| Apple iPad, iPhone 4, iPod touch 4gen | Apple A4 | PowerVR SGX535 | 1,6 @200МГц |
* – данные приблизительные.
Приведу еще одну таблицу с абсолютными значениями производительности самых популярных смартфонов верхнего ценового диапозона:
* – неофициальные данные.
Мощность мобильной графики растет от года к году. Уже в этом году в топовых смартфонах мы можем увидеть игры уровня PS3/X-Box360. Одновременно с мощностью сильно растет энергопотребление SoC и неприлично снижается автономность мобильных устройств. Что ж, будем ждать прорыва в области производства источников питания!
Еще один пожиратель энергии в современном мобильном устройстве – это, безусловно, дисплей. Экраны в мобильных телефонах становятся все краше. Дисплеи смартфонов выпущенных с разницей всего лишь в год, разительно отличаются по качеству картинки. В следующей статье цикла я расскажу о дисплеях: каких типов они бывают, что такое PPI, от чего зависит энергопотребление и прочее.
Получил возможность отслеживать данные производительности графического процессора (GPU). Пользователи могут анализировать данную информацию, чтобы понять, как используются ресурсы видеокарты, которые все чаще применяются в вычислениях.
Это означает, что все установленные в ПК графические процессоры будут показываться на вкладке “Производительность”. Кроме того, на вкладке “Процессы” вы можете посмотреть, какие процессы получают доступ к графическому процессору, а данные использования памяти GPU размещаются на вкладке “Подробности”.
Хотя Диспетчер задач не предъявляет особые требования для мониторинга процессора, памяти, диска или сетевых адаптеров, ситуация с графическими процессора выглядит немного иначе.
В Windows 10 информация о графическом процессоре доступна в Диспетчере задач только при использовании архитектуры Windows Display Driver Model (WDDM). WDDM - это архитектура графических драйверов для видеокарты, которая позволяет выполнять рендеринг рабочего стола и приложений на экране.
WDDM предусматривает наличие графического ядра, которое включает планировщик (VidSch) и менеджер видеопамяти (VidMm). Именно эти модули отвечают за принятие решений при использовании ресурсов графического процессора.
Диспетчер задач получает информацию об использовании ресурсов GPU напрямую от планировщика и менеджера видеопамяти графического ядра. Причем, это справедливо как в случае с интегрированными, так и в случае с выделенными графическими процессорами. Для корректной работы функции требуется WDDM версии 2.0 или выше.
Чтобы проверить, поддерживают ли ваше устройства просмотр данных GPU в Диспетчере задач, выполните следующие действия:
Если используется модель WDDM 2.0 или выше, то Диспетчер задач будет выводить данные об использовании графических процессоров на вкладке “Производительность”.
Чтобы отслеживать данные производительности графического процессора с помощью Диспетчера задач, просто щелкните правой кнопкой мыши на панели задач и выберите пункт “Диспетчер задач”. Если активен компактный режим просмотра, нажмите кнопку “Подробнее”, а затем перейдите на вкладку “Производительность”.
Совет : для быстрого запуска Диспетчера задач можно использовать сочетание клавиш Ctrl + Shift + Esc
Если ваш компьютер поддерживает WDDM версии 2.0 или более поздней версии, то на левой панели вкладки Производительность будет отображаться ваш графический процессор. В случае, если в системе установлено несколько графических процессоров, каждый из них будет показываться с использованием номера, соответствующего его физическому местоположению, например, Графический процессор 0, Графический процессор 1, Графический процессор 2 и т. д.
Windows 10 поддерживает связки нескольких графических процессоров с использованием режимов Nvidia SLI и AMD Crossfire. Когда одна из этих конфигураций обнаружена в системе, вкладка “Производительность” будет указывать каждую связь с использованием номера (например, Связь 0, Связь 1 и т. д.). Пользователь сможет видеть и проверять каждый графический процессор в пределах связки.
На странице определенного графического процессора вы найдете обобщенные данные о производительности, которые в общем случае разделены на два раздела.
Раздел содержит текущую информацию о движках самого GPU, а не о отдельных его ядрах.
Диспетчер задач по умолчанию отображает четыре наиболее востребованных движка GPU, которые по умолчанию включают 3D, копирование, декодирование видео и обработку видео, но вы можете изменить эти представления, щелкнув название и выбрав другой движок.
Пользователь может даже изменить вид графика на один движок, щелкнув правой кнопкой мыши в любом месте раздела и выбрав опцию "Изменить график > Одно ядро".
Ниже графиков движков расположился блок данных о потреблении видеопамяти.
Диспетчер задач показывает два типа видеопамяти: общую и выделенную.
Выделенная память - это память, которая будет использоваться только графической картой. Обычно это объем VRAM на дискретных картах или объем памяти, доступный для процессора, на котором компьютер настроен на явное резервирование.
В правом нижнем углу отображается параметр “Зарезервированная аппаратно память” - этот объем памяти зарезервирован для видеодрайвера.
Объем выделенной памяти в этом разделе представляет объем памяти, активно используемый в процессах, а объем общей памяти в этом разделе представляет собой объем системной памяти, потребляемой для графических нужд.
Кроме того, в левой панели под названием графического процессоры вы увидите текущее показатель использование ресурсов GPU в процентах. Важно отметить, что диспетчер задач использует процент наиболее загруженного движка для представления общего использования.
Чтобы увидеть данные о производительности в динамике, запустите приложение, которое интенсивно использует графический процессор, например, видеоигру.
Вы также можете отслеживать производительность графического процессора на вкладке Процессы . В этом разделе вы найдете обобщенную сводку для определенного процесса.
Столбец “Графический процессор” показывает использование наиболее активного движка для представления общего использования ресурсов GPU конкретным процессом.
Однако, если несколько двигателей сообщают о 100-процентном использовании может возникнуть путаница. Дополнительный столбец “Ядро графического процессора” сообщает детальную информацию о загруженном данным процессом двигателе.
В заголовке столбца на вкладке “Процессы” показывается общее потребление ресурсов всех доступных в системе графических процессоров.
Если вы не видите эти столбцы, щелкните правой кнопкой мыши по заголовку любого столбца и отметьте соответствующие пункты.
По умолчанию вкладка не отображает информацию о графическом процессоре, но вы всегда можете щелкнуть правой кнопкой мыши по заголовку столбца, выбрать опцию “Выбрать столбцы” и включить следующие параметры:
Вкладки памяти отображают общий и выделенный объемы памяти соответственно, которые используются конкретным процессом. Столбцы “Графический процессор” и “Ядро графического процессора” показывают такую же информацию, как на вкладке “Процессы”.
При использовании вкладки “Подробности” вам нужно знать, что добавление используемой памяти каждым процессом может оказаться больше, чем общая доступная память, так как общая память будет подсчитываться несколько раз. Эта информация полезна для понимания использования памяти в процессе, но вы должны использовать вкладку “Производительность”, чтобы увидеть более точную информацию об использовании графической подсистемы.
Microsoft стремится предоставить пользователям, более точный инструмент оценки производительности графической подсистемы по сравнению со сторонними приложениями. Заметим, что работа над данной функциональностью продолжается и в ближайшее время возможны улучшения.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите Ctrl + Enter
В современных устройствах применяется графический процессор, который еще обозначают как GPU. Что это и каков его принцип работы? GPU (Graphics - процессор, основная задача которого - обработка графики и вычислений с плавающей точкой. GPU облегчает работу главного процессора, если идет речь о тяжелых играх и приложениях с 3D-графикой.
Графический процессор создает графику, текстуры, цвета. Процессор, который обладает несколькими ядрами, может работать на высоких скоростях. У графического много ядер, функционирующих преимущественно на низких скоростях. Они занимаются вычислениями пикселей и вершин. Обработка последних в основном происходит в системе координат. Процессор графический обрабатывает различные задачи, создавая на экране трехмерное пространство, то есть объекты в нем перемещаются.
Что делает графический процессор? Он занимается обработкой графики в формате 2D и 3D. Благодаря GPU компьютеру быстрее и легче удается выполнять важные задачи. Особенность графического процессора состоит в том, что он увеличивает скорость расчета на максимальном уровне. Его архитектура устроена так, что позволяет более эффективно обрабатывать визуальную информацию, чем центральный CPU компьютера.
Он отвечает за расположение трехмерных моделей в кадре. Кроме того, каждый из процессора фильтрует треугольники, входящие в него. Он определяет, какие на виду, удаляет те, которые скрываются за другими объектами. Прорисовывает источники света, определяет, каким образом эти источники влияют на цвет. Графический процессор (что это такое - описано в статье) создает изображение, выдает его пользователю на экран.
Чем обусловлена эффективная работа графического процессора? Температурой. Одна из проблем ПК и ноутбуков - перегрев. Именно это становится главной причиной того, почему устройство и его элементы быстро выходят из строя. Проблемы с GPU начинаются, когда температура процессора превышает 65 °С. В этом случае пользователи замечают, что процессор начинает работать слабее, пропускает такты, чтобы самостоятельно понизить увеличенную температуру.
Температурный режим 65-80 °С - критический. В этом случае начинается перезагрузка системы (аварийная), компьютер выключается самостоятельно. Пользователю важно отслеживать, чтобы температура графического процессора не превышала 50 °С. Нормальной считается t 30-35 °С в простое, 40-45 °С при многочасовой нагрузке. Чем ниже температура, тем выше производительность компьютера. Для материнской платы, видеокарты, корпуса и жестких дисков - свои температурные режимы.
Но многих пользователей также беспокоит вопрос, как же уменьшить температуру процессора, чтобы повысить эффективность его работы. Для начала нужно выяснить причину перегрева. Это может быть засорение системы охлаждения, высохшая термопаста, вредоносная программа, разгон процессора, сырая прошивка БИОСа. Самое простое, что может сделать пользователь, - это заменить термопасту, которая находится на самом процессоре. Кроме того, нужно произвести чистку системы охлаждения. Еще специалисты советуют установить мощный кулер, улучшить циркуляцию воздуха в системном блоке, увеличить скорость вращения на графическом адаптере кулера. Для всех компьютеров и графических процессоров одинаковая схема понижения температуры. Важно следить за устройством, вовремя его чистить.
Графический процессор расположен на видеокарте, его главная задача - это обработка 2D и 3D графики. Если на компьютере установлен GPU, то процессор устройства не выполняет лишнюю работу, поэтому функционирует быстрее. Главная особенность графического в том, что его основная цель - это увеличение скорости расчета объектов и текстур, то есть графической информации. Архитектура процессора позволяет им работать намного эффективнее, обрабатывать визуальную информацию. Обычному процессору такое не под силу.
Что это - графический процессор? Это компонент, входящий в состав видеокарты. Существует несколько видов чипов: встроенный и дискретный. Специалисты утверждают, что лучше справляется со своей задачей второй. Его устанавливают на отдельные модули, так как отличается он своей мощью, но ему необходимо отличное охлаждение. Встроенный графический процессор есть практически во всех компьютерах. Его устанавливают в CPU, чтобы сделать потребление энергии в несколько раз ниже. С дискретными по мощи он не сравнится, но тоже обладает хорошими характеристиками, демонстрирует неплохие результаты.
Это что? Так называется область деятельности, в которой для создания изображений и обработки визуальной информации используют компьютерные технологии. Современная компьютерная графика, в том числе научная, позволяет графически обрабатывать результаты, строить диаграммы, графики, чертежи, а также производить различного рода виртуальные эксперименты.
С помощью конструктивной графики создаются технические изделия. Существуют и другие виды компьютерной графики:
С технической точки зрения компьютерная графика - это двухмерные и трехмерные изображения.
В чем разница между этими двумя обозначениями? Многие пользователи в курсе, что графический процессор (что это - рассказано выше) и видеокарта выполняют разные задачи. Кроме того, они отличаются по своей внутренней структуре. И CPU, и GPU - которые обладают многими сходными чертами, но сделаны они для разных целей.
CPU выполняет определенную цепочку инструкций за короткий промежуток времени. Он сделан так, что формирует одновременно несколько цепочек, разбивает поток инструкций на множество, выполняет их, затем снова сливает в одно целое в конкретном порядке. Инструкция в потоке находится в зависимости от тех, что за ней следуют, поэтому в CPU содержится малое число исполнительных блоков, здесь главный приоритет отдается скорости выполнения, уменьшению простоев. Все это достигается при помощи конвейера и кэш-памяти.
У GPU другая важная функция - рендеринг визуальных эффектов и 3D-графики. Работает он проще: на входе получает полигоны, проводит необходимые логические и математические операции, на выходе выдает координаты пикселей. Работа GPU - это оперирование большим потоком разных задач. Его особенность в том, что он наделен большим но медленно работает по сравнению с CPU. Кроме того, в современных GPU более 2000 исполнительных блоков. Отличаются они между собой методами доступа к памяти. Например, графическому не нужна кэшированная память большого размера. У GPU пропускная способность больше. Если объяснять простыми словами, то CPU принимает решения в соответствии с задачами программы, а GPU производит множество одинаковых вычислений.
