Gpu cpu что такое: Работа GPU с Spatial Analyst—Справка

Содержание

Работа GPU с Spatial Analyst—Справка

Доступно с лицензией Spatial Analyst.

Spatial Analyst теперь отличается повышенной производительностью и для некоторых инструментов использует графический процессор (GPU). В современных компьютерах эта технология использует преимущества вычислительной мощности видеокарты для повышения производительности определенных операций.

В настоящее время поддержка GPU реализована в следующих инструментах:

В чем заключается работа GPU?

Графический процессор (GPU) – это аппаратный компонент компьютера, основной задачей которого является ускорение визуализации графики на экране компьютера. В последнее время вычислительная мощность процессоров GPU направлена на выполнение общих вычислительных задач.

В инструментах на базе GPU задача обработки растра направляется не на центральный процессор компьютера (CPU), а на графический – GPU. Такой подход обеспечивает выигрыш при выполнении операций определенного типа. В таких случаях программа разбивает задачу на множество мелких частей, которые направляются на GPU для обработки. Далее GPU выполняет одновременную обработку всех этих мелких задач, но уже с большей скоростью. Полученные данные отправляются обратно, и программное обеспечение собирает отдельные компоненты в окончательный готовый продукт.

Поддерживаемые карты и драйверы GPU

Для графической обработки с помощью GPU рынок предлагает различные решения. В настоящее время поддерживаются только графические процессоры NVIDIA с вычислительной мощностью CUDA версии 3.0 или выше. Для доступа к этой возможности в систему должна быть установлена соответствующая карта.

Чтобы проверить типы графических карт на компьютере с Windows, откройте диспетчер устройств и разверните Видеоадаптеры. Там будут перечислены названия и типы вашей видеокарты. Если видеокарта NVIDIA не указана, то вы не сможете получить доступ к этой функции, и инструмент будет использовать только CPU.

Если видеокарта NVIDIA есть, то нужно проверить тип графического процессора, который установлен в системе, используя для этого Панель управления NVIDIA:

  1. Щелкните правой кнопкой мыши на любой пустой области рабочего стола. В контекстном меню щелкните Панель управления NVIDIA.
  2. В окне панели управления откройте меню Справка и щелкните Информация о системе. Отобразятся все сведения о видеоплате NVIDIA, версии драйверов и другие сведения.

Определив тип видеоплаты NVIDIA GPU, найдите ее вычислительную мощность CUDA на странице справки NVIDIA для графических процессоров CUDA . В соответствующем разделе найдите свою плату GPU и обратите внимание на значение Вычислительная мощность, указанное для нее. Это значение должно быть равным или выше 3,0.

Устанавливаемая на компьютерах видеокарта поставляется с драйвером по умолчанию. Перед запуском инструмента анализа, использующего GPU, необходимо обновить видеокарту графического процессора до последней доступной версии на странице NVIDIA driver update – .

конфигурация GPU

Для вычислительных операций этот инструмент будет использовать только один GPU. Но, если у вас в компьютере только один GPU, то он будет использоваться и для визуализации, и для вычислительных операций.

В этом случае во время выполнения инструмента появится предупреждающее сообщение, указывающее, что дисплей может перестать отвечать на запросы. Поэтому, для пространственного анализа рекомендуется использовать два GPU: один для визуализации, а другой – для вычислительных операций.

Когда в системе используется несколько графических процессоров, по умолчанию будет использоваться первый графический процессор в режиме драйвера TCC (Tesla Compute Cluster). Если в режиме драйвера TCC графический процессор отсутствует, то будет использоваться первый GPU (с индексом 0), если не указано иное. Чтобы указать графический процессор или отключить его, см. следующее:

  • Чтобы использовать другой графический процессор, вы можете указать его с помощью переменной системного окружения CUDA_VISIBLE_DEVICES. Для этого сначала создайте эту переменную, если ранее она не была создана в системе. Затем задайте ее значение, равное значению индекса (0 для первого, 1 для второго и т. д.), представляющего устройство GPU, которое вы желали бы использовать, и перезапустите приложение.
  • Если вы не хотите, чтобы в анализе использовалось какое-либо из устройств GPU, установленных в системе, то вы можете установить переменную системного окружения CUDA_VISIBLE_DEVICES на -1 и перезапустить приложение. После этого инструмент будет выполняться только за счет CPU.
  • Чтобы вновь перейти к использованию графического процессора, следует либо удалить переменную системного окружения CUDA_VISIBLE_DEVICES, либо задать для нее значение того устройства GPU, которое вы хотите использовать, и после этого перезапустить приложение.

Более подробно об этой переменной системного окружения CUDA_VISIBLE_DEVICES см. в руководстве по программированию CUDA Toolkit Programming Guide .

Следующие подразделы содержат рекомендации по настройке конфигурации, обеспечивающей оптимальную работу с использованием возможностей графического процессора.

Настройка драйвера TCC

Для графических процессоров NVIDIA устройство GPU, используемое для вычислительных процессов, должно использовать драйвер TCC, а не драйвер Windows Display Driver Model (WDDM), использующийся по умолчанию. Режим TCC позволяет GPU работать более эффективно.

Чтобы включить режим драйвера TCC, используйте управляющую программу NVIDIA System Management Interface, обычно находящуюся в C:\Program Files\NVIDIA Corporation\NVSMI\nvidia-smi.exe. Например, команда ‘nvidia-smi -dm 1 -i 2’ переключает видеокарту с идентификатором устройства 2 в режим отображения 1 (TCC).

Примечание:

Если вы используете ArcGIS Server, то GPU, используемый для вычислительных процессов, должен находиться в режиме драйвера TCC.

Отключение режима ECC

Отключите режим Код с исправлением ошибок (ECC) для того графического процессора, который используется для вычислительных процессов, поскольку он уменьшает объем памяти, доступной для данного GPU.

Чтобы отключить режим ECC, используйте управляющую программу NVIDIA System Management Interface (nvidia-smi), обычно находящуюся в C:\Program Files\NVIDIA Corporation\NVSMI\nvidia-smi.exe. Например, команда ‘nvidia-smi -e 0 -i 1’ отключает режим ECC графического процессора с идентификатором устройства 1.

Изменение настроек TDR

Когда графический процессор, используемый для вычислительных процессов, находится в режиме драйвера WDDM, то драйвер устройства отображения Windows может перезагрузить этот графический процессор, если любой из этих процессов занимает более 2-х секунд. Это называется условием для Windows Timeout Detection and Recovery (TDR). В этом случае работа инструмента не будет завершена, будет выведена ошибка GPU.

Существует возможность для внесения изменения в ключ реестра, TdrDelay, чтобы избежать реализации этого сценария. Установив подходящее значение (например, 60 секунд), время позволит завершить работу до срабатывания условия TDR. На большинстве систем с Windows путь к ключу TdrDelay в Реестре следующий: HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Control\GraphicsDrivers. Если ключ TdrDelay не существует, его необходимо создать в этом расположении. Обратите внимание, что при создании или изменении этого значения реестра, вы должны в первую очередь сделать резервную копию реестра. Вы должны перезагрузить компьютер, чтобы внесенные изменения вступили в силу. В Microsoft Developers Network есть более подробная информация о настройке TDR Delay .

Внимание:

EsriEsri не может нести ответственность за любые проблемы, которые могут возникнуть при неправильном изменении реестра. Примите надлежащие меры для того, чтобы быть уверенным в наличии у вас действительной резервной копии реестра для восстановления системы при возникновении каких-либо проблем, или обратитесь за помощью к квалифицированному системному аналитику для внесения изменений в реестр.

Связанные разделы

Зачем нужны графические процессоры и где их применяют

Еще графические процессоры применяют в KVM — специальных программах для геймеров, например, к ним относится Playkey. Они позволяют запускать игры с хорошей графикой на маломощных компьютерах за счет переноса нагрузки в облако. Так что мощный компьютер не требуется.

GPU и тяжелые вычисления

Тяжелыми называют вычисления, в которых задействованы сложные алгоритмы, из-за чего они потребляют большое количество ресурсов. Пример таких вычислений — докинг. Это метод молекулярного моделирования, он позволяет подобрать молекулу, которая лучше всего взаимодействует с нужным белком.

Это трудоемкая и дорогая работа, например, в США на разработку одного нового лекарства уходит в среднем 985 млн долларов. Используя графические процессоры, фармкомпании экономят на вычислительных мощностях, ускоряют разработку и за счет этого тратят меньше денег.

В начале пандемии ученые из Московского государственного университета стали искать вещества, которые могут оказаться полезными для лечения коронавируса. Чтобы найти лекарство, они подобрали перспективный белок, проанализировали его структуру и создали модели для докинга. Молекулярное моделирование запустили на суперкомпьютере «Ломоносов».

Другой пример тяжелых вычислений — анализ большого количества разнородных данных. Например, он требуется при обработке сейсмографических данных.

В регионах, где давно добывают нефть, стандартные методы сейсморазведки уже не справляются с поиском залежей в нужных объемах. Так, например, случилось в Башкортостане, где первая скважина появилась еще в 1930-х годах.

Поэтому для разведки нефтяных запасов в ООО НПЦ «Геостра» использовали облачные решения. Расчеты велись на платформе VK Cloud Solutions (бывш. MCS). Для сложных расчетов использовали графические процессоры NVIDIA Tesla V100. Пилотный проект оказался успешным: удалось спрогнозировать эффективность будущих скважин и определить места для бурения.

GPU и промышленный интернет вещей

На промышленных предприятиях умные датчики собирают данные о работе оборудования и передают их в аналитическую систему. Используя эту информацию, компании могут следить за работой оборудования, предсказывать поломки, планировать профилактические работы и думать над оптимизацией производства. Для того чтобы данные обрабатывались быстрее, используют графические процессоры.

Например, WaveAccess на базе VK IoT Platform разработала решения для Единой платформы сбора и анализа данных, с помощью которой государство контролирует природопользование.
Всего решений четыре: система мониторинга воздуха, дистанционного надзора за объектами культурного наследия, незаконной вырубкой лесов и зарастания сельхозземель. Платформа собирает данные с помощью датчиков IoT и выявляет инциденты в режиме реального времени. На основании этих данных государственные органы проводят проверки.

Еще решения в области интернета вещей используют для создания цифровых двойников — виртуальных копий станков или целых заводов. В таком случае система не просто анализирует данные с умных датчиков, а строит на их основе трехмерную модель оборудования. Фактически инженеры на компьютере видят, как работает тот или иной станок.

На передачу и обработку данных требуется время. Поэтому на предприятиях, которым важно узнавать о неполадках в режиме реального времени, для ускорения работы используют графические процессоры.

Например, благодаря цифровому двойнику Московской ТЭЦ-20 удалось повысить эффективность работы предприятия на 4%. Другой пример — виртуальный прототип завода КАМАЗ, где оцифровали почти 50 станков, а также манипуляторы, производственные роботы и другое оборудования. Благодаря этому на предприятии могут контролировать все этапы сборки автомобилей.

На заводе Siemens
в Амберге выпускают 12 млн программируемых логических контроллеров в год, то есть одно изделие в секунду. На предприятии объединили виртуальное и реальное производство: на изделия нанесены коды, которые передают оборудованию его маршрут и требования к каждой операции — за процессом следят специальные программы. В итоге новые заказы на заводе выполняются за сутки, 99,99885% выпускаемой продукции полностью соответствует стандартам качества, а себестоимость снизилась на 25%.

Сверхмощные вычисления в облаке

Чтобы повысить скорость вычислений, необязательно закупать графические процессоры — мощности можно арендовать у облачного провайдера. У GPU в облаке есть несколько особенностей:

  • Быстрое подключение мощностей. Не нужно ждать поставок оборудования, провайдер подключает графические процессоры по запросу.
  • Возможность аренды на короткий срок. Если вам требуется разово произвести сложные вычисления, то вы можете подключить GPU только на это время, а затем сразу отключить.

На платформе VK Cloud Solutions (бывш. MCS) к виртуальным машинам можно подключить графические процессоры NVIDIA Tesla V100. Это одно из последних поколений GPU, в каждом процессоре 640 тензорных ядер. К нужной виртуальной машине графические процессоры подключают по запросу, для этого нужно обратиться в техподдержку.

На платформе есть и другие решения для машинного обучения и работы с большими данными. Используя их, можно построить в облаке собственную аналитическую систему или решение для тренировки нейросетей.

CPU и GPU: как выбрать идеальную пару

Подбор идеального сочетания процессора и видеокарты – довольно сложный и ответственный момент, как при сборке ПК с нуля, так и при апгрейде системы. Сегодня мы поговорим о том, почему не стоит в пару к посредственному процессору ставить мощную видеокарту, и по каким критериям подбирать пары.

Почему не стоит сочетать слабые и сильные комплектующие?

В сети непросто найти информацию о соответствии видеокарт процессорам. Поэтому большинство покупок совершаются по наитию, совету друзей или исходя из мнения консультанта в магазине. Нередки случаи, когда одно из устройств тандема значительно отстает в производительности.

Здесь возможны два варианта:

  • Мощности процессора при слабой видеокарте попросту простаивают. А вложение средств в дополнительные ядра оказывается пустой тратой денег.
  • Слабый процессор не позволяет раскрыть весь потенциал видеокарты. К тому же нагрузка на процессор в такой сборке становится чрезмерной и может привести к перегреву и троттлингу.

Таким образом, главная особенность каждой компьютерной системы: производительность лимитируется слабейшим устройством в сборке. И не важно, что это за элемент – видеокарта, процессор, оперативная память или блок питания.

Если говорить о приложениях, то несбалансированная сборка может заметно повлиять на игровой процесс, вызвать подвисания и привести к падению FPS. А вот в рабочих сборках, в зависимости от вида деятельности, требования к сочетанию графического и центрального процессора могут отличаться. В этой сфере допускается сочетание многоядерного топового процессора с бюджетной видеокартой, как и наоборот: профессиональной видеокарты, например, линейки Quadro и бюджетного процессора на четыре ядра.

За что именно отвечают центральный и графический процессоры?

Сейчас мы говорим о пользовательских игровых комплектациях. А значит функциями CPU являются расчет параметров игрового мира, обработка геометрических параметров статичных и динамичных объектов, их движения, физики и деформации. Чем больше объектов присутствует в кадре, тем выше нагрузка на процессор. Если игра использует технологии искусственного интеллекта, то поддержка этой опции также ложится на процессор.

При этом степень загрузки центрального чипа не зависит от качества графики, детализации объектов, параметров света и отражения, фактур и свойств поверхностей. Также на процессорную нагрузку не влияет и выбранное пользователем разрешение картинки. Это значит, что если процессор показывает максимальную загрузку, а FPS не поднимается выше некомфортных 30 – 40 кадров, то настройкой разрешения картинки и качества изображения компьютеру не поможешь, разве что только изменением дальности прорисовки сцены.

Также, запуская игру, следует учитывать, что центральный чип в любой момент загружен не только игровым процессом, но и множеством параллельных, включая фоновые задачи и свернутые приложения. Поэтому незначительно повысить производительность можно предварительным отключением некоторых приложений. Обязательно перед игрой закрывайте браузер и мессенджеры. Также лучше не использовать медийный проигрыватель.

К задачам видеокарт относятся прорисовка текстур, создание теней, лучей, бликов, отражений. Другими словами – визуальных особенностей игровых объектов. Также видеокарта сглаживает углы и накладывает на объекты различные эффекты. Поэтому, уменьшение качества игровых настроек существенно облегчает работу видеокарты.

Как определить слабое звено?

Для этого понадобится любая программа, которая сможет выполнять мониторинг рабочих параметров компьютерных узлов и выводить результаты поверх игрового поля. Самая популярная – бесплатное приложение MSI Afterburner.

Понять какое устройство тормозит систему можно по уровню загрузки, которая демонстрируется в процентах. Просто сравните показатели в строках CPU и GPU и вам сразу станет понятно, какой узел загружен по максимуму и выступает лимитирующим фактором.

Как подобрать сбалансированную пару?

Многие годы собирая компьютер пользователи опирались на простую схему: в одной сборке видеокарта должна стоить в 2 раза больше процессора. Однако, начиная с середины 2020 года этот принцип утратил актуальность, поскольку из-за нехватки видеокарт они взлетели в стоимости в несколько раз.

Поэтому самым доступным способом станет деление устройств на категории:

К процессорам бюджетного сегмента следует подбирать младшие модели в линейках графических адаптеров. Например, по производительности друг другу соответствуют видеокарта GeForce GT 730 и микрочип Ryzen 3 1300Х. В итоге получим неплохую офисную сборку без игрового потенциала.

А вот видеокарты младше брать не советуем. Например, уровень производительности GeForce GT 710 настолько низок, что встроенные в процессор графические ядра показывают результаты куда лучше. Так что оптимальным вариантом будет покупка процессора со встроенной графикой, чем процессор без графического ядра и видеокарту GT 710. Однако, свои роли есть и у такой слабой карты. Она способна заменить вышедшую из строя дискретную видеокарту на время ремонта или позволить подключить мониторы, если в системном блоке нет видеокарты вообще.

Средние модели в линейках позволят поиграть в нетребовательные игры или приложения посложнее, он на минимальных настройках. В качестве примера можно назвать видеокарту Radeon RX 550 и Core i7-7700K.

Хорошая игровая сборка получится при сочетании процессоров Core i5-10400F или его конкурента Ryzen 5 3600 с графическим адаптером GeForce GTX 1660 Ti.

А вот для игры на максимальных настройках необходимы флагманские модели. Например, топовые восьмиядерные процессоры от Intel демонстрируют максимум производительности с видеокартами Radeon RX 6700 XT, GeForce RTX 3070 и GeForce RTX 3070 Ti.

Также можно воспользоваться таблицами совместимости, которые широко распространены в сети. При выборе сбалансированной пары графического и центрального процессоров обязательно проверьте информацию по нескольким источникам. Пары могут существенно отличаться и нет никаких гарантий, что вам попались достоверные данные. Однако в большинстве случаев выбор ограничивается наличием товаров в магазине, сейчас это утверждение особенно актуально в отношении видеокарт.

Вычисляем на видеокартах.

Технология OpenCL. Часть 0. Краткая история GPGPU / Хабр

22 июня автор курса

«Разработчик C++»

в Яндекс.Практикуме Георгий Осипов провёл вебинар

«Вычисляем на видеокартах. Технология OpenCL»

.

Мы подготовили для вас его текстовую версию, для удобства разбив её на смысловые блоки.

  • 0 (вводная часть). Зачем мы здесь собрались. Краткая история GPGPU.
  • 1. Пишем для OpenCL.
  • 2. Алгоритмы в условиях массового параллелизма.
  • 3. Сравнение технологий.

Основная цель цикла — написать простую, но полноценную программу на OpenCL и объяснить базовые понятия. Программу на OpenCL напишем уже в следующей части цикла, понять которую можно, не читая вводную. Однако во вводной вы найдёте понятия и тезисы, важные при программировании с OpenCL.

Цикл будет полезен и тем, кто уже знаком с OpenCL: в нём мы поделимся некоторыми хаками и неочевидными наблюдениями из собственного опыта.

CPU — в помойку?

В статье будем рассматривать технологию GPGPU. Разберёмся, что значат все эти буквы. Начнем с последних трёх — GPU. Все знают аббревиатуру CPU — Central Processor Unit, или центральный процессор. А GPU — Graphic Processor Unit. Это графический процессор. Он предназначен для решения графических задач.

Но перед GPU есть ещё буквы GP. Они расшифровываются как General-Purpose. В аббревиатуре опускают словосочетание Computing on. Если собрать всё вместе, получится General-Purpose Computing on Graphic Processor Unit, что по-русски — вычисления общего назначения на графическом процессоре.

То есть процессор графический, но мы почему-то хотим вычислять на нём что-то, что вообще к графике никакого отношения не имеет. Например, прогноз погоды, майнинг биткоинов. Моя задача в ближайшее время — объяснить, зачем нужно на процессоре для графики обучать, например, нейросети.

Самое распространённое место, где можно обнаружить GPU, — ваша родная видеокарта. Всем известно, что если вставить в неё штекер монитора, появится картинка. На самом деле видеокарта — это не только гнездо для монитора, но и полноценное вычислительное устройство.

Давайте немного отвлечёмся от видеокарты и вернёмся в 2000 год, когда процессоры CPU набирали всё больше и больше мегагерц. Компания Intel тогда прогнозировала, что к 2010 году тактовая частота одного ядра процессора достигнет 10 гигагерц. Сейчас мы знаем, что эти ожидания не сбылись.

По графику видно: рост действительно был очень хороший, но где-то в районе 2004–2005 года он резко остановился. И дальше процессоры стали даже немножко терять в мощности. Развитие центральных процессоров в итоге пошло за счёт увеличения количества ядер. Сейчас в мощных компьютерах у CPU может быть 16 ядер. Но тактовая частота ядра за последние 10 лет не росла.

Если посмотреть на другой график, где сравниваются CPU и GPU, можно увидеть, что процессоры в видеокартах эту тенденцию перехватили. Графический процессор продолжил наращивать мощность и во многом опередил центральные процессоры по производительности. Удивительный факт — процессор, который находится в видеокарте, выполняет гораздо больше операций с плавающей точкой в секунду, чем главный, центральный процессор.


Источник. По вертикали GFLOPS, т. е. миллиарды арифметических операций с плавающей точкой в секунду

Остаётся вопрос: в чём GPU уступают CPU? Может, дело не в процессоре, а в памяти? Для сравнения возьмём современную оперативную память DDR4 и графическую память GDDR5. Но и тут оказывается, что графический контроллер во много раз превосходит обычный CPU: доступ к графической памяти у GPU гораздо быстрее — 400 Гб/сек против 35 Гб/сек.

И ещё сравним какой-нибудь современный процессор и не очень современную видеокарту. Например, GeForce GTX 1080 Ti, которую сейчас можно купить только на Авито, и довольно современный процессор Core i9 с хорошей памятью.

Получается, видеокарта обгоняет процессор… И если Core i9 может сделать 460 миллиардов арифметических операций с плавающей точкой в секунду, то GTX1080Ti уже 11 триллионов. В общем, GTX намного превосходит Core i9 и по производительности, и по скорости доступа к памяти.

Когда я увидел это сравнение, у меня возник вопрос: а может, этот медленный CPU вообще не нужен? Что если выбросить его, оставить только GPU и все задачи решать на графическом адаптере? Ответ такой: GPU, конечно, очень классный, но годится не для любых задач. Если избавиться от CPU, всё будет немножечко лагать. Так делать не надо.

GPU хорош для массового параллелизма, когда одновременно выполняется огромное количество очень похожих вычислений. Но тут есть такие весы. На одной чаше latency — задержка, на другой флопсы — количество операций. Например, если операция длится секунду, это очень долго. Но если вы одновременно можете выполнить 100 миллиардов таких операций, у вас получились 100 миллиардов операций в секунду. Для CPU это довольно плохо, потому что нам нужно, чтобы всё работало последовательно. А для GPU — нормально. Главное — не задержка, а результат. Числа в этом примере, конечно, сильно утрированы, реальный параллелизм GPU — порядка нескольких тысяч.

Массовый параллелизм

Хороший пример задачи массового параллелизма —

Ray Tracing

, или трассировка лучей. В экране много пикселей, и из каждого пикселя выпускается луч, чтобы получить качественный рендер всей сцены. Эти лучи можно обрабатывать параллельно, независимо вычисляя цвет каждого пикселя экрана. Значит, это задача массового параллелизма.

Существует прекрасный сайт

, на котором вы можете, не отходя от браузера, попрактиковаться в написании трассировщика лучей, работающего на GPU. Там можно найти немало любопытных примеров.

Майнинг биткоинов. Чтобы намайнить биткоины, нужно вычислить много хешей и найти среди них обладающий определёнными свойствами. И у этой задачи, к сожалению, или к счастью, нет существенно лучшего решения, чем просто вычислять хеши, пока вам наконец не повезёт. Хеши считаются независимо, и это можно делать параллельно. Значит, это задача массового параллелизма. Майнинг прекрасно ложится на видеокарту.

Обучение нейросетей. Основная затратная операция, которая используется в Deep Learning, — свёртка изображений. Это вычислительно сложная операция, ведь для подсчёта одного значения свёртки с ядром 5⨯5 нужно произвести 25 умножений и 24 сложения. Радует одно: все значения можно считать независимо. А значит, это задача массового параллелизма.

Многие учёные используют GPU в своих задачах, потому что научных данных часто бывает очень много, они долго обрабатываются, и графический процессор тут иногда применим. Если вы один из таких учёных, то спешу вас обрадовать: на самом деле в программировании под GPU нет ничего сложного, и в этом цикле статей мы напишем полноценную программу под него.

Тем, кто серьёзно заинтересовался вычислениями на видеокартах, я рекомендую прекрасные лекции Николая Полярного. Там он разбирает эту тему гораздо подробнее, чем я. С его разрешения я взял вот эту картинку, которая хорошо показывает соотношение CPU и GPU.

Здесь приведены усреднённые данные. На блок L1/Local memory пока не смотрите, разберём его чуть позже. Видно, что CPU может иметь производительность в 20 гигафлопс, а GPU — в 5000 гигафлопс. Канал памяти у GPU гораздо выше. Но есть одно узкое местечко — шина PCI-E. Она соединяет RAM и GRAM и пропускает всего 8 Гб. Глядя на эту картинку, попробуйте ответить на вопрос: есть ли смысл решать все задачи массового параллелизма с помощью графического процессора?

Предположим, задача — сложить два массива чисел по 10 миллиардов: первое складываем с первым, второе со вторым и так далее. Нужно получить сумму, третий набор чисел. Поручать ли такую задачу графическому процессору?

Понятно, что это задача массового параллелизма. Но есть один момент. Для того, чтобы эти числа сложить на GPU, их нужно сначала передать на GRAM по узенькому мостику в 8 Гб/сек. Видеокарта посчитает всё очень быстро, это факт. Но потом вам нужно будет эти данные передавать по мостику обратно. И окажется, что гораздо быстрее просто передать по большему каналу в CPU, и он своими жалкими 20 гигафлопсами сложит числа быстрее, чем если бы они ехали по шине в GPU.

Правда, уже есть некоторые решения этой проблемы. Технология NVLink позволяет ускорить передачу данных в видеопамять с 8 до 40 Гб/сек. Более того, у некоторых дешёвых видеокарт нет видеопамяти, и они могут обращаться напрямую к RAM. Но мы не будем затрагивать этот момент.

Краткая история GPGPU

Технология GPGPU появилась не сразу. До этого графический адаптер использовался исключительно по назначению. Но когда люди увидели, какие у GPU мощности, им захотелось использовать эти мощности для своих неграфических задач. Тогда приходилось выкручиваться и как-то маскировать свою неграфическую задачу под графическую. Видеокарта думала, что рисует треугольники, а на самом деле вычисляла и обрабатывала научные данные. К счастью, разработчики видеокарт увидели эту проблему и пошли навстречу. Так появилась OpenCL и другие технологии, о которых я немного расскажу.

До появления OpenCL возникла очень популярная технология, отличающаяся только одной буквой, — OpenGL. Она решала графические задачи, нужные в первую очередь для видеоигр.

Я выделил три этапа развития OpenGL:

Первая версия появилась в 1994 году. В 2001 году произошло важное событие: стало возможным написание шейдеров на языке GLSL. Если раньше вы могли просить нарисовать треугольники с конкретными параметрами и текстурами, то в 2001 году появилась возможность запускать свой код на видеокарте, то есть самому писать обработчик, который будет вычислять цвет пикселя и его положение. В 2008 году разработка OpenGL перешла консорциуму Khronos Group. Запомните это название, оно вам ещё встретится.

Идея, лежащая в основе OpenGL, состоит в том, что любую геометрическую фигуру можно приблизить треугольниками. Отрисовывать их OpenGL может с огромной скоростью. Если видеоигра, использующая OpenGL, содержит шейдеры, то они будут скомпилированы в момент запуска игры на компьютере пользователя. Код шейдеров будет исполнен непосредственно процессором видеокарты — это и есть та лазейка, которую использовали ранее для неграфических вычислений с OpenGL.

Назвать OpenGL современной технологией уже нельзя. Ей на смену пришли Vulkan и Metal. И если OpenGL направлена на графику, то Vulkan и Metal более универсальны. Останавливаться на них не будем.

Как я уже сказал, если вам нужна графика, то можно либо замаскировать задачу под графическую, либо использовать специальную технологию, предназначенную для решения неграфических задач на видеокартах. Для этого есть две основных технологии — OpenCL, виновница сегодняшнего торжества, и её конкурент CUDA.

Главное их отличие друг от друга — в том, что CUDA поддерживает только видеокарты NVIDIA. Никакие другие адаптеры запустить CUDA-код не смогут. С другой стороны, в этом есть плюсы. Вы знаете, на каких видеокартах код будет запускаться, поэтому под них можно его хорошо отладить и предварительно скомпилировать.

У карт NVIDIA есть несколько версий API, и вы решаете, под какую версию API из доступных скомпилировать код CUDA. Если выбрать какую-то одну, код на более старых видеокартах не пойдёт, а на более новых не будет супероптимальным. Поэтому лучше компилировать сразу под несколько версий.

В OpenCL возможности предкомпиляции нет, потому что вы не знаете, на каком устройстве код будет запускаться. Исключения, конечно, бывают. Например, вы заключили договор с клиентом, и он говорит, что программа будет запускаться на такой-то видеокарте. Тогда вы можете скомпилировать под неё и отправлять заказчику только собранный OpenCL-код. Но для конечного пользователя так лучше не делать.

Обе эти технологии ушли или уходят с macOS, на ней остаётся Metal. Но что я хочу сказать: видеокарта одна, и бэкенд, на котором всё будет выполняться, один. А значит, любые технологии похожи между собой.

В следующей части мы разберём основные понятия, которые необходимо знать, чтобы написать программу с использованием OpenCL.

Не удается найти страницу | Autodesk Knowledge Network

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}}*

{{l10n_strings. ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection.description.length}}/500 {{l10n_strings.TAGS}} {{$item}} {{l10n_strings.PRODUCTS}} {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}  

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.LANGUAGE}} {{$select.selected.display}}

{{article. content_lang.display}}

{{l10n_strings.AUTHOR}}  

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$select.selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}

GPU vs CPU: В чем разница? | Компьютеры и технологии

Процессоры и графические процессоры имеют много общего. Оба они представляют собой микропроцессоры на основе кремния. В то же время они существенно различаются и используются для разных ролей.

Что такое процессоры и графические процессоры?

Центральный процессор часто называют «мозгом» или «сердцем» компьютера. Требуется запустить большинство инженерного и офисного программного обеспечения. Однако существует множество задач, которые могут перегружать центральный процессор компьютера. То есть при использовании GPU становится необходимым для вычислений.

Графический процессор — это специализированный тип микропроцессора, в первую очередь предназначенный для быстрой визуализации изображений. Графические процессоры появились как ответ на графически интенсивные приложения, которые обременяют процессор и снижают производительность компьютера. Они стали способом снять эти задачи с процессоров, но современные графические процессоры достаточно мощны, чтобы выполнять быстрые математические вычисления для многих других целей, помимо рендеринга.

В чем разница?

Процессоры и графические процессоры обрабатывают задачи по-разному. Что касается взаимосвязей, их часто сравнивают с мозгом и мускулатурой. Процессор (мозг) может работать на множестве различных вычислений, в то время как графический процессор (мускулатура) лучше всего фокусирует все вычислительные способности на конкретной задаче. Это связано с тем, что ЦП состоит из нескольких ядер (до 24), оптимизированных для последовательной последовательной обработки. Это разработано, чтобы максимизировать выполнение единственной задачи в пределах работы; однако спектр задач широк. С другой стороны, графический процессор использует тысячи меньших и более эффективных ядер для массивно параллельной архитектуры, предназначенной для одновременной обработки нескольких функций.

Современные графические процессоры обеспечивают превосходную вычислительную мощность, пропускную способность памяти и эффективность по сравнению со своими процессорами. Они выполняются в 50–100 раз быстрее в задачах, требующих нескольких параллельных процессов, таких как машинное обучение и анализ больших данных.

Какие проблемы подходят для GPU?

Вычисления на GPU определяются как использование GPU вместе с CPU для ускорения научных, аналитических, инженерных, потребительских и корпоративных приложений.

В течение многих лет графические процессоры обеспечивали отображение изображений и движения на компьютерных дисплеях, но технически они способны на большее. Графические процессоры включаются, когда для одной задачи требуются массивные вычисления.

Эта задача может включать в себя:

Игры

Графический процессор необходим для быстрой и интенсивной визуализации игрового мира. Рендеринг спецэффектов и сложной трехмерной графики в режиме реального времени требует серьезных вычислительных мощностей. Задачи современных игр становятся слишком тяжелыми для графического решения процессора. Игры даже сделали шаг вперед с виртуальной реальностью, которая настолько правдоподобна, потому что графические процессоры могут быстро рендерить и поддерживать реалистичные изображения при правильном освещении и затенении.

3D визуализация

Графические процессоры повышают производительность области просмотра в приложениях трехмерной визуализации, таких как автоматизированное проектирование (CAD). Программное обеспечение, позволяющее визуализировать объекты в 3-х измерениях, использует графические процессоры для рисования этих моделей в режиме реального времени по мере их вращения или перемещения.

Обработка изображения

Графические процессоры могут точно обрабатывать миллионы изображений, чтобы найти различия и сходства. Эта способность широко используется в таких отраслях, как пограничный контроль, безопасность и медицинская рентгенография. Например, в 2010 году военные США соединили более 1700 систем Sony PlayStation 3TM для более быстрой обработки спутниковых изображений с высоким разрешением.

Большие данные

Благодаря тысячам вычислительных ядер и пропускной способности приложений в 10–100 раз по сравнению с одними центральными процессорами, графические блоки являются выбором для обработки больших данных для ученых и промышленности. Графические процессоры используются для отображения данных в виде интерактивной визуализации и интегрируются с другими наборами данных для изучения объема и скорости данных. Например, теперь мы можем включить картирование генов, обрабатывая данные и анализируя дисперсии, чтобы понять взаимосвязь между различными комбинациями генов.

Глубокое машинное обучение

Машинное обучение существует уже некоторое время, но мощные и эффективные вычисления на GPU подняли его на новый уровень. Глубокое обучение — это использование сложных нейронных сетей для создания систем, которые могут выполнять обнаружение функций по огромным объемам немаркированных обучающих данных. Графические процессоры могут обрабатывать тонны обучающих данных и обучать нейронные сети в таких областях, как анализ изображений и видео, распознавание речи и обработка естественного языка, автомобили с автоматическим управлением, компьютерное зрение и многое другое.

Графические процессоры не являются заменой архитектуры ЦП. Скорее, они являются мощными ускорителями для существующей инфраструктуры. Вычисления с ускорением на GPU разгружают части приложения, требующие большого объема вычислений, в GPU, в то время как остальная часть кода по-прежнему выполняется на ЦП. С точки зрения пользователя, приложения работают намного быстрее. В то время как вычисления общего назначения по-прежнему являются областью ЦП, графические процессоры являются аппаратной основой практически всех интенсивных вычислительных приложений.

какой процессор нужен для NVIDIA GeForce GTX 1070/1080 — Ferra.ru

В общем, проблема с процессорозависимостью новых видеокарт NVIDIA актуальна, поэтому давайте подробно рассмотрим этот вопрос.

Тестирование

Тестовый стенд:

  • Процессор: Intel Core i7-4790K @3,0-5,0 ГГц
  • Процессорный кулер: Noctua NH-D15
  • Материнская плата: MSI Z97 MPOWER
  • Накопитель: SSD Patriot Blast 480 Гбайт
  • Оперативная память: DDR3-2133, 2x 8 Гбайт
  • Блок питания: Corsair HX850i, 850 Вт
  • Периферия: монитор LG 31MU97
  • Операционная система: Windows 10 х64
  • Версии драйверов: NVIDIA — 368.19.

Для эксперимента я использовал несколько тестовых стендов. Основной — с Core i7-4790K на борту. При помощи соответствующих настроек BIOS превратить Core i7 в виртуальные Core i5 и Core i3 не составляет особого труда. Да, я в курсе, что у процессоров Intel различных семейств разный объем кэша третьего уровня. Однако , что это не столь критично, поэтому подобное допущение, извиняюсь за тавтологию, допускается. Частота чипа менялась в диапазоне от 3 ГГц до 5 ГГц с шагом в 500 МГц. Использовался скальпированный Core i7-4790K.

Самое сложное в эксперименте — это определиться со списком игр. К сожалению, времени было мало, поэтому протестировать GeForce GTX 1070 и GeForce GTX 1080 с большим количеством софта не получилось. В принципе, реально подобрать такие игры, в которых потенциал флагманов NVIDIA раскроется даже на двухъядерных Pentium/Celeron. С другой стороны, для каждой игры можно выставить такие настройки, в которых и гораздо менее производительные видеокарты упрутся именно в CPU. Поэтому я взял пять весьма процессорозависимых игр, выставил в них максимальные настройки качества графики, а видеокарты тестировал не только в разрешении Full HD, но и в WQHD. Считаю, что именно в таких условиях GeForce GTX 1070 и GeForce GTX 1080 и будут использоваться. Если раскроем потенциал адаптеров в них, то раскроем его и в 99% других игр.

В таблицах и графиках указаны минимальный и средний FPS. Один момент: для GeForce GTX 1080 в GTA V и Far Cry 4 использовалось 4-кратное сглаживание MSAA, для GeForce GTX 1070 — 2-кратное. Так будет нагляднее. Скриншоты со всеми настройками расположены в одноименной галерее.

В чем разница между процессором и графическим процессором?

Привет, вы не понимаете терминов CPU и GPU? Не волнуйся! здесь я дам вам глубокое понимание. Мы знаем, что почти все названия оборудования на нашем ПК даны в сокращенной форме, чтобы дать им четкое обозначение, и если все эти названия будут прямыми, это может сбить с толку. CPU и GPU очень похожи, оба состоят из сотен миллионов транзисторов и могут обрабатывать тысячи процессов в секунду, но вопрос в том, разные они или одинаковые?

Работают ли они одинаково в сочетании с воздушным или жидкостным кулером CPU / GPU? Мы можем понять это, разбираясь в каждом из них по отдельности.Сначала давайте посмотрим на ЦП, после чего перейдем к графическому процессору.

Что такое ЦП?

ЦП

— это часть компьютера, которая выполняет все задачи и вычисления, связанные с каждым аппаратным компонентом, связанным с вашим компьютером, чтобы ваше устройство работало должным образом. Вот почему он называется « Central» Processing Unit, потому что он управляет всеми функциями, расчетами каждого аппаратного и программного компонента, которым обладает ваш компьютер. Это квалифицирует его также как «мозг» компьютера.

Первой компанией, разработавшей ЦП, является Intel, получившая название «чип 4004», который был первым 4-битным ЦП. После этого они разработали его на архитектуре x86, которая стала более популярной, позже ARM представила 32-битный микропроцессор производства Acorn Computers.

ЦП

также известен как «процессор », или «чип », — это мощный компонент компьютера, он может все. Стандартный ЦП имеет от одного до четырех процессорных ядер с тактовой частотой от 1 до 5 ГГц.Почти каждый современный ЦП состоит из нескольких ядер для одновременного выполнения нескольких задач, а общая производительность измеряется в гигагерцах. Предположим, что процессор с базовой тактовой частотой 2,4 ГГц должен быть способен обрабатывать до 2,4 миллиарда инструкций в секунду. Известные производители процессоров — AMD и Intel.

Что такое графический процессор?

Графический процессор

(графический процессор) — это своего рода специализированный процессор, который разработан для очень специфических нужд. Все, что вы видите на экране монитора, связано с графическим процессором, он предназначен для выполнения таких действий, как виртуальная реальность, рендеринг графики с высоким разрешением, и вот мои любимые хардкорные игры !! извините за волнение, эти вещи требуют много энергии, и в этом-то и сияет графический процессор.Графический процессор выполняет часть операций центрального процессора, о чем здесь следует упомянуть, с очень высокой скоростью. В основном, имея большое количество доступных ядер, тысячи ядер выполняют вычисления тысяч пикселей в очень оптимальное время для отображения сложной графики.

Первой компанией, разработавшей графический процессор в начале 1999 года, была NVIDIA, названная чипом GeForce 256. Графические функции в компьютерах с этими графическими процессорами обрабатывались контроллером VGA. Задача VGA заключалась в том, чтобы визуализировать данные изображения в правильном порядке на мониторе для отображения.

Графический процессор

выполняет обработку графически насыщенных приложений и программного обеспечения для улучшения использования буферов кадров, что является тяжелой задачей для ЦП и снижает качество его производительности. У нас есть два типа доступных графических процессоров: во-первых, один интегрированный, который встроен в ЦП, а другой — специализированный, имеющий собственный выделенный слот на материнской плате. Первоначально задача GPU заключалась в рендеринге 2D-графики, но по мере роста тяги к 3D GPU стал более специализированным и эффективным, хотя ядра GPU медленнее, чем CPU, но доступны гораздо больше в числах, что делает его идеальным для математических вычислений и т. Базовый параллелизм (гиперпоточность) позволяет графическому процессору отображать сложную трехмерную графику, необходимую для современных игр.

Заключение

Итак, из приведенных выше объяснений вы, должно быть, поняли разницу между графическим процессором и процессором и должны были понять, что графические процессоры не используются вместо процессоров, а используются с процессорами для улучшения и ускорения общей производительности вашей компьютерной системы. И не путайте между графическим процессором и видеокартой, видеокарты — это просто аппаратные модули с одним или несколькими встроенными графическими процессорами. Если у вас все еще есть какие-либо сомнения, не стесняйтесь комментировать ниже.

GPU, CPU, RAM — что действительно нужно игре?

При выборе игровой машины следует учитывать три важных момента: графический процессор, процессор и оперативную память. Что действительно нужно игре? Чаще всего ответ — это графический процессор. Но это отличается от игры к игре. Давайте сначала кратко объясним все три.

Графический процессор

или графический процессор

Проще говоря, это видеокарта. Например, Nvidia RTX 2080 — это видеокарта, и AMD RX 5700 — тоже.

Nvidia GeForce RTX 2080 Ti — безусловно, лучший графический процессор, который вы можете получить.

GPU — это комбинация видеопамяти и процессора. VRAM — это виртуальная RAM. Графический процессор загружает ресурсы (например, текстуры) из своей VRAM, а не напрямую из RAM. Итак, некоторые игры, которые должны загружать много вещей (например, игры с открытым миром), неплохо справляются с большей VRAM.

RX и RTX обозначают поддержку трассировки лучей. Трассировка лучей позволяет играм отображать реалистичные тени и отражения, и теперь это эталон для игровых машин.С помощью графических процессоров с трассировкой лучей вы можете видеть текстуры, материалы и любую игровую модель в реалистичной светотени.

Есть два типа графических процессоров: интегрированные и выделенные. Интегрированный графический процессор означает что-то, что есть в наличии и предварительно загружается на машину, у которой нет выделенного графического процессора. Подобно предварительно собранному неигровому компьютеру или ноутбуку, будет установлен ЦП Intel, но не будет выделенной видеокарты, и в этом случае он будет иметь встроенную графику Intel, которая позволит немного улучшить игры и значительно улучшить рендеринг текста, воспроизведение видео и т. Д.чем вообще никакой графики.

Для игровых целей необходимы выделенные графические процессоры, а это значит, что вам нужно выделить значительную часть вашего бюджета на сам графический процессор, поскольку это действительно , самый важный компонент для игр. Intel также производит выделенные графические процессоры, но по большей части мы игнорируем их, поскольку они просто не имеют доли рынка.

VRAM также можно дублировать памятью, поскольку они фактически являются RAM (виртуальной RAM). Вариант графического процессора на 16 ГБ лучше, чем его вариант на 8 ГБ.

ЦП

или центральный процессор

Это процессор. Процессор обрабатывает вычисления, которые необходимо произвести компьютеру.

Intel Core i9-10980HK — это процессор Intel 10-го поколения.

В игре производятся миллионы вычислений. Таким образом, чем лучше процессор, тем выше вероятность того, что у вас будет идеальный игровой процесс. ЦП — наименее важный компонент из трех, когда дело доходит до игр в большинстве ситуаций. Intel имеет самую большую долю рынка процессоров.У процессоров Intel есть поколения. Более высокое поколение всегда означает лучшую скорость вычислений (базовую тактовую частоту). ЦП также позволяют «повысить» базовую тактовую частоту, что в значительной степени улучшает игровой процесс. Примером новейшего процессора Intel 10 -го поколения является Intel i9-10980HK.

ЦП

имеют «ядра» и «потоки», которые определяют, насколько быстро процессор может выполнять свои вычисления. Помимо этого, еще одна техническая деталь, на которую следует обратить внимание, — это тактовая частота и повышенная тактовая частота.

Обратите внимание, что если вы разгоните свой ЦП (или любой другой компонент, который позволяет это), это улучшит игровой процесс за счет большего нагрева, что, в свою очередь, сокращает срок службы продукта, поскольку на чип подается большее напряжение.

AMD также производит процессоры. Процессоры AMD предлагают больше ядер и потоков в любой ценовой категории, чем Intel. Когда Intel выпустила Comet Lake-S, она сохранила цену за ядро ​​и цену за поток примерно такими же, как у 9 th gen, что сделало процессоры Intel очень доступными (по сравнению с ценами Intel).

Но в то же время AMD также снизила цены, поэтому универсальная истина остается неизменной: процессоры AMD предоставляют больше ядер и потоков в каждой ценовой категории . Есть и другие вещи: Intel взимает больше за разгоняемые модели, не использует кулеры даже для самых дорогих моделей и т. Д. Но в любом случае Intel имеет самую большую долю рынка, и большинство производителей выбирают Intel. Intel-Nvidia — популярная комбинация, если вы не собираете свою систему с нуля.

Оперативная память

Это память, которую используют все приложения (включая игры) во время работы.

Флеш-накопитель Corsair Vengeance White LED 32 ГБ — хороший пример удобной для геймеров оперативной памяти, обеспечивающей удивительно высокую скорость.

Без памяти приложения не могут работать. Где они будут хранить свои временные данные? Итак, чем больше у вас памяти, тем больше приложений вы можете запускать одновременно. Что касается игр, чем больше у вас оперативной памяти, тем больше места в вашей игре для хранения данных, а это означает, что более сложные игры могут работать без сбоев, поскольку им необходимо одновременно хранить много данных. Для сравнения: одна игра может потреблять больше оперативной памяти, чем несколько приложений вместе взятых, таких как Chrome, VLC или Word.

Единственное, что нужно учитывать при покупке памяти, — это тип оперативной памяти. Есть SRAM и DRAM, но SRAM намного дороже. В основном мы используем DRAM. В DRAM у вас есть несколько типов: SDRAM, RDRAM и DDR SDRAM. Первые два являются устаревшими или очень редкими, используются для специализированных машин. Для игр мы выбираем только DDR SDRAM. Теперь у вас снова есть 4 категории в DDR SDRAM, но это больше похоже на обновления. Windows XP, затем 7, затем 8, а затем 10 (да, намеренно игнорируя , тот ). Точно так же у вас есть DDR1, DDR2, DDR3 и DDR4. Совершенно очевидно, что DDR4 лучше, чем DDR3, и так далее. Ключевой вывод: выбирайте только память DDR4.

Игра установлена ​​на ваш жесткий диск или твердотельный накопитель, но когда вы запускаете ее, она загружается в оперативную память, к которой гораздо быстрее получить доступ во время выполнения (просто потому, что это его работа).

Теперь загружать все в оперативную память бессмысленно и невозможно. По сути, «все, что вы видите на экране» загружается в оперативную память. Итак, предположим, у вас есть два сценария: игра, в которой вы видите очень меньше вещей за один раз, и другая игра (например, открытый мир), в которой вы видите лотов и вещей, когда греетесь в кинематографическом солнечном свете — трава , деревья, горы, NPC, почти бесконечно.Это будет стоить больше оперативной памяти. Расстояние прорисовки тени, тесселяция, качество графики этих визуальных элементов и т. Д. Также влияют на использование ОЗУ.

Итак, что наиболее важно?

Графический процессор — самый важный компонент для игр.

Конец сказки.

Все еще здесь? Ладно, бывают исключения. Это зависит от типа игры. Некоторые игры требуют больше ЦП, чем ГП, а некоторым нужно много ОЗУ помимо ЦП. Все это довольно обширно, но просто.

Если вы понимаете, как эти три компонента влияют на игру, читайте дальше!

Число операций с плавающей запятой между графическим процессором и процессором в секунду, показывающее, как графический процессор превосходит центральный процессор в этом конкретном тесте, что позволяет системе обрабатывать числа, что очень важно для игр.Источник: ResearchGate.

GPU: Качество игры

Forza Horizon 4 — это игра, требующая большого количества графических процессоров благодаря своей потрясающей эстетике.

Итак, вот как это происходит:

  1. Игра загружена на диск.
  2. Когда вы его запускаете, все, что вы видите, загружается в оперативную память.
  3. ЦП обрабатывает информацию и вводимые игроком данные и передает их во VRAM графического процессора.
  4. Графический процессор берет инструкции ЦП и прочее из своей VRAM для «рендеринга» изображения или кадра.

Графический процессор выполняет очень простую задачу, но во всем этом процессе его роль наиболее требовательна. Самый тяжелый блок поднимает GPU. Визуализация кадра в реальном времени — огромная задача, в то время как выполнение миллионов инструкций в секунду — очень небольшая задача с точки зрения информатики.

Как правило, если вы знакомы с концепцией рендеринга, вы знаете, что это занимает много времени. Игра должна отображаться в режиме реального времени с учетом ввода пользователя. В случае онлайн-игр, где каждая секунда имеет значение, а отставание в 100 мс может означать жизнь и смерть, этот рендеринг еще более критичен.

Вы можете уменьшить свои настройки, такие как сглаживание, чтобы ускорить рендеринг вашего графического процессора. Во что переводится более быстрый рендеринг? Более высокая частота кадров.

По сути, каждое изображение, которое визуализирует ваш графический процессор, представляет собой кадр. Чем меньше у него работы, тем больше кадров он сможет произвести. Если вы скажете своей игре, что вам не нужны тени и эффекты низкого качества, ваш графический процессор будет отображать больше кадров (по сравнению с ультра-тенями и высококачественными эффектами), тем самым увеличивая частоту кадров и делая все более плавным, но более низким качеством.

Какие игры требуют графического процессора больше, чем другие компоненты?

Игры с высокой степенью реализма, очень реалистичными эффектами и освещением, а также очень качественными текстурами и моделями.

Crysis — это, безусловно, высшее наказание для графических процессоров. Это почти мем в игровой культуре: сможет ли он запустить Crysis? Crysis был создан в 2007 году. В нем использовалось 85 000 шейдеров. В то время это было большим делом. 2080 Ti не может запустить последнюю версию Crysis при максимальных настройках. Если ваш компьютер не загорится, это чудо.

Ну, не все игры Crysis.

Но сможет ли он запустить Crysis?

Итак, таким играм требуется больше графического процессора, чем что-либо еще (кроме, возможно, дискового пространства), и почему (не исчерпывающий список, и это не единственная причина того, что эти игры требовательны к графическому процессору):

  • Forza Horizon 4: Очень детализированное окружение и чрезвычайно приятная эстетика.
  • GTA V: Игра с открытым миром с реалистичным текстурированием. Для работы с более высоким разрешением (более чем Full HD) со скоростью 60 кадров в секунду вам понадобится мощный графический процессор.
  • Ведьмак 3: По-прежнему один из эталонов, потому что это открытый мир с красивым, просто потрясающим миром. Пользователи Nvidia могут еще больше повысить качество с помощью HairWorks и прочего. Площадь огромна, текстуры просто потрясающие, а окклюзия HBAQ + обеспечивает поистине кинематографическое освещение.
  • Crysis 3: Очень и очень сложные эффекты затенения и работы. Мрачный, но реалистичный мир.
  • Red Dead Redemption 2: Помимо проблем, с которыми сталкивается ПК с RDR2, он очень реалистичен, а эффекты великолепны.
  • Shadow of the Tomb Raider: Все игры Tomb Raider очень реалистичны, а сам мир очень детализирован. Последний ничем не отличается.
  • Assassin’s Creed: Odyssey: Odyssey, как и большинство других игр франшизы, построена вокруг красивого, детализированного и захватывающего мира. Эффекты освещения, действительно большая дальность прорисовки (да ладно, что такое Ассасин, который не забирается на высокие башни, чтобы увидеть весь город?), И общий динамизм в игре делает ее довольно сложной для графического процессора.

Итак, эти игры и почему они требуют использования графического процессора, вероятно, дали вам представление о том, что именно требует графического процессора. Вы можете выяснить, для каких других игр потребуется графический процессор больше, чем ОЗУ или ЦП. Например, Far Cry 5, Deus Ex, Metro Exodus, Battlefield 1, Hellblade: Senua’s Sacrifice, Watch Dogs 2, Tom Clancy’s Ghost Recon Wildlands, Mass Effect: Andromeda, Project Cars — что угодно. Эти игры на высоких настройках будут наказывать ваш графический процессор, поэтому чем больше у вас его, тем лучше вы сможете получить в них FPS.

CPU: мозг, в котором происходят вычисления

Процессор, или ЦП, обрабатывает инструкции игры и ввод игрока. Задача ЦП заключается не в том, чтобы дать вам качество, а в количестве — например, в количестве быстро выполненных вычислений. Все, что вы видите в игре, от пышной травы до движущихся неигровых персонажей, управляется процессором.

Итак, естественно, любая игра, которая зависит от какого-либо реалистичного симулятора, например, большой город, где вы можете взаимодействовать с другими, во многом зависит от процессора.

Процессор также передает информацию графическому процессору. Говоря упрощенно, вот как выглядит работа процессора:

Он сообщает графическому процессору, какие объекты в данный момент находятся в кадре, в зависимости от пользовательского ввода и других переменных, где они находятся, какие взаимодействия они имеют и т. Д. Графический процессор просто отображает всю эту информацию. Это похоже на то, как ваша сетчатка передает информацию в мозг, мозг создает изображение, которое имеет смысл.

Какие игры требуют больше ЦП, чем ГП?

Вот ключевая идея — любая игра, которая содержит лотов и информации, которую необходимо передать, требует мощного процессора.Насколько хорошо будут визуализироваться эти кадры? Это варьируется от игры к игре. Но в двух словах, игры с открытым миром, симуляторы и стратегические игры требуют большой мощности процессора, потому что, честно говоря, многое происходит, и я говорю по опыту, когда говорю, что в некоторых играх вы буквально перегружаетесь и не знаете где иногда можно сконцентрироваться — это игра, в которой процессор нужен больше, чем графический процессор. Например, Civilization 6. Но что, если всю эту информацию нужно визуализировать с помощью ультрасовременного освещения и реалистичных текстур? Например, GTA V по-прежнему нужен мощный процессор, но также и мощный графический процессор.

Итак, какие игры предпочитают мощный процессор, даже если у вас довольно старый графический процессор?

Стратегические игры, такие как Civilization 6, требуют большой мощности процессора. На ум приходят

Stellaris, Civilization 6 и 5, Total War: Warhammer 2, Rainbow Six Siege и World of Warcraft. Они возглавляют список. По сути, любая игра, основанная на стратегии, потребует больше ЦП, чем ГП. Age of Empires (что с этим случилось?), Cities: Skylines, X-COM и т. Д. Довольно старые и будут нормально работать на гораздо более старых процессорах, но это не меняет того факта, что им нужен процессор больше, чем им GPU.Помимо этого, открытые миры, такие как GTA V, RDR2, Far Cry 5, Final Fantasy XV, Assassin’s Creed Origins или Odyssey и т. Д., Также нуждаются в мощном процессоре, но не менее мощном графическом процессоре.

RAM: память, доступная для хранения изменчивой информации

С ОЗУ никогда не бывает так, какой игре требуется больше ОЗУ, чем требуется графический процессор или процессор. Нет такой игры, пока ты не попробуешь ее создать. Скорее, учитывая минимальные требования к процессору и графическому процессору, какая игра будет лучше работать на карте памяти большего размера?

Задача RAM — хранить изменчивые данные, данные, которые являются временными и не записываются на жесткий диск.Все приложения будут работать быстрее и плавнее, если у вас больше ОЗУ, а увеличение ОЗУ — это однозначный нокаут для решения проблем с задержкой многозадачности.

Играм, которым необходимо загружать большой объем информации в энергозависимую память, требуется больше ОЗУ. Если вы играете на машине, на которой возникают проблемы с запуском нескольких приложений (неигровых), игра наверняка пострадает, даже если ваша система оснащена лучшими графическим процессором и графическим процессором. Потому что не хватает места для размещения всего необходимого для ЦП и ГП.

Все, что вы видите в кадре, загружается в RAM.Из ОЗУ ЦП передает информацию в видеопамять графического процессора, а оттуда она обрабатывается.

Кроме того, упаковка большего объема оперативной памяти, чем в среднем требуется игре, не сделает ее быстрее. Это просто память для хранения данных. Если у вас достаточно данных для хранения данных игры, то их просто невозможно улучшить. Чем больше RAM, тем быстрее передача данных из VRAM. И вы, вероятно, никогда не собираетесь играть в две игры одновременно (если вы это сделаете, вам серьезно нужно сказать мне, почему), поэтому, как только вы достигнете этого минимального требования к оперативной памяти, все будет хорошо.

16 ГБ ОЗУ — это минимум для большинства современных игр. Рекомендуется 32 ГБ на тот случай, если вы в конечном итоге поиграете в открытый мир с отличной графикой (что напрямую переводит на дополнительную информацию для хранения).

Не так давно минимальный и даже рекомендуемый объем ОЗУ для большинства великих игр составлял 8 ГБ — Witcher 3, GTA V, Batman: Arkham Knight, Far Cry Primal и все эти промежуточные игры, к которым мы разработали нашу приверженность. к. Но прямо сейчас, пожалуйста, не соглашайтесь на размер меньше 16 ГБ и всегда используйте 32 ГБ.

Это было не так давно, когда топовым играм того времени, таким как Batman Arkham Knight, требовалось всего 16 ГБ ОЗУ, чтобы работать как можно лучше.

Всем играм требуется минимум 16 или 32 ГБ для плавного игрового процесса. Никаких серых зон. Это либо игра, в которой нужно загружать меньше или много информации. Во многих случаях вам нужна большая видеопамять, а не ОЗУ (например, игра с большими файлами текстур требует не менее 16 ГБ видеопамяти и может работать с 8 ГБ системной ОЗУ), но видеопамять является компонентом графического процессора, поэтому не имеет отношения к этому разделу.

Подводим итоги

Часто задаваемые вопросы

  1. Что мне нужно улучшить, чтобы увеличить FPS? Графический процессор. Если ваша игра не тормозит, но вы хотите улучшить частоту кадров, приобретите графический процессор лучшего качества или хотя бы один с большим объемом видеопамяти (например, 16 ГБ вместо 8 ГБ той же модели).
  2. Некоторые игры работают нормально, но в других у меня возникают проблемы, когда я играю на высокой графике, что улучшить? Процессор требует замены. Скорее всего, проблема заключается в том, что для высокопроизводительных игр передача информации не происходит в идеальном темпе.
  3. Моя игра тормозит, загружается медленно и вылетает. Что мне улучшить? Полагаю, вы пытались снизить настройки. Если ваша игра работает со скоростью 30 кадров в секунду или ниже, но все еще дает такие проблемы, увеличьте объем оперативной памяти.

Устранение неполадок FPS

Это простой способ узнать, нужно ли вам улучшить свой графический процессор или процессор, и хотя он не на 100% точен или применим на 100%, он справится со своей задачей.

Если ваш FPS внезапно падает в моменты с тяжелыми эффектами (например, динамичные боевые сцены с размытием движения; тяжелые эффекты окружающей среды, такие как туман или дождь; несколько точек отбрасывания теней; несколько отражающих поверхностей), это проблема графического процессора. Если это происходит, когда экран переполняется NPC / другими игроками, или когда вы произносите заклинания, стреляете или выполняете комбо — это процессор.

Протестируйте свою систему

В идеале, вы должны протестировать свою систему, чтобы увидеть, является ли GPU или CPU узким местом для устранения проблемы. Либо ваш графический процессор является узким местом, поэтому процессор должен подождать, прежде чем давать новые инструкции, либо процессор работает медленно, пока рендеринг происходит достаточно быстро, просто движок должен ждать, пока процессор получит новые инструкции.

Установите приложение для тестирования производительности и посмотрите, какой ресурс достигает 100% или близкого к этому значению во время игры. Он подскажет, что нужно улучшить. Если оба они составляют 50-60%, проблема может быть в оперативной памяти. Если все в порядке, значит, вы просто играете не в те игры или, может быть, дело в том, что вы играете в Fortnite, чтобы найти хороших друзей.

Также прочтите

CPU-GPU-RAM-HDD — компьютерные термины, объясненные простым языком

Когда вы пытаетесь решить, какой ноутбук купить, некоторые варианты выбора просты: вес, размер и цвет.

Но затем идут хитрые моменты: процессор, оперативная память, жесткий диск, видеокарта… как узнать, что выбрать? На каких функциях можно сэкономить, а на что стоит потратиться?

Процессор
Процессор или ЦП (центральный процессор) — это мозг компьютера. Например, когда вы вводите что-то в Word, оно попадает в оперативную память (RAM). ЦП изучит его и решит, нужно ли отправлять инструкции другим частям компьютера.Затем он назначает различные задачи соответствующим частям, и то, что вы только что набрали, появляется на вашем экране. Процессор оценивается по его «тактовой частоте» (ГГц или гигагерц), которая указывает, сколько инструкций в секунду он может обрабатывать.

Пример процессора
Процессор Intel Core 2 Duo T8300 (FSB 2,4 ГГц / 800 МГц, кэш 3 МБ).

Этот процессор может обрабатывать 2,4 миллиарда инструкций в секунду; информация перемещается со скоростью 800 миллионов циклов в секунду (МГц или мегагерц) между процессором и оперативной памятью (RAM) («скорость шины») по «Front Side Bus» (FSB), которая является «дорогой» внутри компьютера. по которому движется информация; он может хранить 3 МБ (мегабайта) информации в кэше, который представляет собой высокоскоростную память, в которой хранятся данные и информация, к которым осуществлялся последний доступ, для более быстрой обработки.

Вообще говоря, чем больше ГГц, тем лучше, но если вы используете свой ноутбук только для обработки текстов, электронной почты и Интернета, вам, как правило, не требуется предлагаемое повышение максимальной частоты ГГц. То же самое и с МГц, но помните, что они работают вместе, поэтому, если у вас действительно быстрая шина (= больше МГц), вам также понадобится быстрый ЦП (# ГГц), чтобы ваш компьютер работал быстрее. Если вы можете выбрать для обновления только что-то одно, когда дело доходит до процессора, выберите большую тактовую частоту.

RAM
Когда люди говорят о памяти компьютера, обычно имеют в виду RAM.ОЗУ или оперативное запоминающее устройство функционирует как временное хранилище и активно только тогда, когда ваш компьютер включен. Вся информация, которую вы вводите в компьютер, попадает в оперативную память перед обработкой центральным процессором. Программы, с которыми вы сейчас работаете, также хранятся в ОЗУ (например, вам не нужно снова запускать Word каждый раз, когда вы возвращаетесь к программе, она там и ждет вас, пока вы ее не закроете).

Пример ОЗУ
Общая двухканальная память DDR2 SDRAM объемом 3 ГБ с частотой 667 МГц.

3 ГБ означает, что у него всего 3 ГБ памяти; «Общий» означает, что он использует память совместно с видеокартой. Это нормально для обработки текстов, просмотра веб-страниц и электронной почты, но замедлит ваш компьютер, если вы, например, играете в онлайн-игры, записываете музыку или редактируете видео (если у вас отдельная видеокарта, этого не произойдет). «Двухканальный» означает, что память передается в ЦП по 2 каналам, что ускоряет работу. DDR2 SDRAM — это название и тип памяти, а МГц показывает, насколько быстро память перемещается (в данном случае 667 миллионов циклов в секунду).

Если вы хотите, чтобы ваш компьютер работал быстро, именно здесь вам нужно потратить немного денег на большую и более быструю оперативную память (то есть больше ГБ и МГц).

Жесткий диск
На жестком диске хранятся все ваши программы, драйверы и другие приложения, а также вы обычно сохраняете все, что вы создаете на своем компьютере (если вы не используете внешние жесткие диски, подробнее об этом чуть позже). Он энергонезависимый, что означает, что ему не требуется питание для хранения всей информации (в отличие от ОЗУ).Чем больше ГБ на вашем жестком диске, тем больше он может хранить, но это не значит, что он быстрее. Скорость жесткого диска (т.е. насколько быстро может быть получена информация) зависит от числа оборотов в минуту (оборотов в минуту), которые показывают, насколько быстро вращается жесткий диск. Большинство жестких дисков ноутбуков имеют скорость 5400 об / мин, но вы можете обновить их до 7200. Минусы более быстрого жесткого диска в том, что он выделяет больше тепла и быстрее разряжает аккумулятор, поэтому примите это во внимание при настройке ноутбука.

Пример
Жесткий диск SATA 160 ГБ (5400 об / мин).

На этом жестком диске может храниться 160 ГБ данных. SATA — это имя интерфейса (то есть средства, с помощью которого информация перемещается между жестким диском и материнской платой), и он вращается со скоростью 5400 оборотов в минуту. Можно подумать, что жесткий диск большей емкости быстрее, но на самом деле все наоборот. Иногда вы увидите ноутбуки с двумя жесткими дисками, причем двойной жесткий диск быстрее, чем один. В последнее время начали появляться твердотельные жесткие диски, и диски большего размера — отличный выбор, если позволяет ваш бюджет (128 ГБ в настоящее время является самым большим твердотельным жестким диском из доступных). Поскольку они не вращаются (как традиционные жесткие диски), они работают тихо, не нагреваются, не разряжают аккумулятор так быстро и намного лучше справляются с сотрясениями и ударами.

Вам не нужно тратить много денег на обновление до огромного жесткого диска (просто убедитесь, что у вас достаточно места для вашей операционной системы, программ, файлов и т. Д.). Добавить внешние жесткие диски очень просто и относительно недорого.

Графическая карта
Графическая карта воспроизводит все, что вы видите на экране, от простого текста до сложной трехмерной графики.Карта поставляется либо встроенной, то есть припаянной к материнской плате, либо отдельной («незаметной»). Встроенная карта разделяет память с процессором, что действительно замедляет работу, если вы играете в онлайн-игры или работаете с музыкой или видео. Еще одним недостатком является то, что вы не можете заменить встроенную карту, если решите обновить ее. Дискретная карта имеет собственную оперативную память и версию процессора, графического процессора, поэтому работа над созданием сложных изображений не повлияет на скорость и производительность остальной части вашего компьютера. Скорость карты определяется ее пропускной способностью (т.е.е. как быстро информация перемещается между графическим процессором и графической памятью или ОЗУ).

Самые быстрые карты способны создавать до 60 трехмерных изображений в секунду (человеческий глаз может видеть только 25 изображений в секунду, но требуется больше, чтобы сделать трехмерную игру плавной). Если вы используете свой компьютер только для обработки текстов, электронной почты и просмотра веб-страниц, любой из новых ноутбуков справится с этой задачей с прилагаемой картой (даже если она интегрирована). Если вы хотите выполнять более интенсивную работу с графикой (например, в Photoshop или Illustrator), предпочтительнее использовать отдельную карту.А если вы используете свой ноутбук для онлайн-3D-игр, вы захотите выбрать лучшую карту, которую позволяет ваш бюджет; тот, который отделен от материнской платы, имеет много памяти и быстрый процессор.

Пример
128 МБ NVIDIA® GeForce® 8400M GS

Эта карта от NVIDIA имеет 128 МБ ОЗУ, GeForce — это просто название, а 8400M GS — это номер модели. Большинство продавцов компьютеров перечисляют только такую ​​основную информацию о видеокартах. Чтобы получить полные спецификации любой карты, указанной для компьютера, вам необходимо перейти на веб-сайт производителя.

Новый компьютер — это большие вложения, а все возможности огромны. Я надеюсь, что помог вам сузить круг функций, которые наиболее важны для вас, и что вы почувствуете себя более уверенно при настройке следующего ноутбука или настольного компьютера.

Автор — Кэтти Койл пишет о розовых ноутбуках и помогает разобраться, какой из них выбрать.

CPU и GPU Использование 4 браузеров • Helge Klein

Чем популярные браузеры отличаются объемом вычислений при запуске анимации? В этой статье я сравниваю использование ЦП и графического процессора в Google Chrome, Microsoft Edge, Microsoft Internet Explorer и Mozilla Firefox.Чтобы было интереснее, я протестировал производительность графического процессора на Nvdia и Intel.

Сценарий тестирования

Все эти четыре браузера выполняли рендеринг анимации с исчезающими изображениями на microsoft. com:

Тестовая среда

Все четыре браузера работали одновременно на Lenovo W540, оснащенном Intel HD Graphics 4600 и Nvidia Quadro K1100M. Технология Nvidias Optimus позволяет пользователю контролировать, какие приложения имеют доступ к графическому процессору Nvidia. Все остальные приложения, включая Desktop Window Manager и другие компоненты ОС, получают Intel GPU.

Используемые версии браузера (последние на момент написания):

  • Хром 51.0.2704.103
  • Край 25.10586.0.0
  • Firefox 47.0
  • Internet Explorer 11.420.10586.0

Измерение использования процессора и графического процессора

Все измерения проводились с использованием нашего продукта uberAgent для мониторинга пользовательского опыта и производительности приложений. uberAgent определяет использование графического процессора для каждого процесса, что идеально подходит для такого рода анализа. Все, что мне нужно было сделать, это заставить четыре браузера одновременно запускать идентичные рабочие нагрузки и после этого просматривать информационные панели uberAgent.

На следующем снимке экрана панели инструментов uberAgent показано среднее использование вычислительных ресурсов графического процессора с Intel HD Graphics 4600:

Результаты

Nvidia

В следующей таблице показано использование вычислительных ресурсов ЦП и графического процессора для каждого браузера, когда каждый браузер был настроен с использованием графического процессора Nvidia.

Браузер ЦП (средн.%) Вычисления на GPU (средн.%)
Хром 1,1 6.2
Кромка 0,5 22,1
Firefox 1,0 7,7
Internet Explorer 0,8 23,0
Intel

В следующей таблице показано использование вычислительных ресурсов ЦП и графического процессора для каждого браузера, когда каждый браузер был настроен с использованием графического процессора Intel.

Браузер ЦП (средн.%) вычислений на графическом процессоре (средн.%)
Хром 1,0 4,6
Кромка 0,5 10,7
Firefox 1,0 26,7
Internet Explorer 0,9 10,1
Intel против Nvidia

В следующей таблице показано комбинированное использование вычислительных ресурсов CPU / GPU всех четырех браузеров.

GPU CPU — все 4 браузера (ср.%) Вычисления на GPU — все 4 браузера (средн.%)
Nvidia 3,3 59,0
Intel 3,4 52,1

Выводы

Нет явного победителя, скорее, мы можем наблюдать различные стратегии, используемые разработчиками четырех браузеров. Edge выгружает большую часть рабочей нагрузки на графический процессор, но это происходит за счет высокой загрузки графического процессора. Chrome, с другой стороны, требует примерно вдвое больше ресурсов ЦП, но зато экономно расходует ресурсы графического процессора.

Что лучше сначала использовать ресурсы ЦП или ГП, во многом зависит от текущей ситуации. Для ноутбуков решающим фактором будет общее энергопотребление (которое я не рассматривал в этой статье).

На загрузку ЦП

не влияет переключение Nvidia на Intel GPU. Интересно, что использование графического процессора в зависимости от браузера значительно меняется. Несмотря на то, что графический процессор Nvidia номинально намного мощнее, Edge и Internet Explorer требуют в два раза больше ресурсов графического процессора по сравнению с графическим процессором Intel.В Firefox все наоборот. Очевидно, эффективность реализаций графических процессоров производителей браузеров зависит больше от драйвера и типа оптимизации, чем от чистой мощности оборудования.

Имейте в виду, что эти результаты действительны только для этого одного теста. При другой нагрузке цифры могут сильно отличаться.

APU против CPU против GPU

Графический процессор обрабатывает задачи рендеринга и вычислений. ЦП — это мозг компьютера, который сообщает другим компонентам, что им делать.APU — это гибрид процессора и графического процессора, разработанный AMD, который может выполнять обе вышеупомянутые задачи, будучи энергоэффективным и экономичным, хотя и не таким мощным.

Язык ПК может казаться иностранным. Навигация по всем запутанным терминам, аббревиатурам и жаргону может быть очень сложной, особенно если вы новичок в сборке ПК.

Среди этих сокращений есть три, с которыми вы неизбежно столкнетесь при сборке ПК: CPU, GPU и APU. Сегодня мы подробнее рассмотрим, что означают эти аббревиатуры, и пролим свет на различия между ними.

Что такое графический процессор?

Графический процессор , или графический процессор, отвечает за рендеринг простых вещей, таких как графический интерфейс операционной системы, файлы изображений и видеофайлы, или более сложных задач, таких как видеоигры и профессиональное программное обеспечение, используемое для анимации, редактирования видео, 3D-моделирования. , и так далее.

Произведенный как программируемая электронная плата, графический процессор может очень быстро выполнять большие объемные повторяющиеся вычисления для обработки изображений или кадров, которые затем передаются на монитор.Современный графический процессор состоит из сотен ядер (ядер CUDA для Nvidia и процессоров Stream для AMD), которые вычисляют большие кластеры данных параллельно друг другу, наряду с определенным объемом встроенной памяти VRAM.

Графические процессоры

бывают разных размеров и охлаждаются различными типами систем охлаждения, но все они подключаются через слот PCI Express (PCIe) на материнской плате.

Однако графические процессоры также могут быть размещены внутри внешних корпусов графических процессоров. В этом случае они взаимодействуют с ПК или ноутбуком через порт Thunderbolt 3.Это делает их отличным выбором, в частности, для пользователей портативных компьютеров, поскольку они могут легко повысить производительность ноутбука. Графические процессоры много работают и выделяют много тепла, поэтому они плохо работают в тесном корпусе ноутбука. С другой стороны, Thunderbolt 3 не так быстр, как соединение PCIe x16, поэтому внешние графические процессоры не так хороши, как внутренние.

Кроме того, существуют встроенные графические процессоры. Как следует из названия, они интегрированы либо с процессором, либо с материнской платой, но первое сегодня более распространено.У этих графических процессоров нет выделенной видеопамяти, поэтому они используют часть доступной системной оперативной памяти. Тем не менее, они дешевле в производстве, но при этом гораздо менее мощны, чем обычные видеокарты, поэтому лучше всего подходят для обычных пользователей, которые не собираются использовать свои ПК для игр или в качестве рабочих станций.

Nvidia и AMD уже некоторое время являются ведущими игроками на рынке выделенных графических процессоров. Nvidia доминировала в верхнем и среднем ценовом диапазоне. В то же время AMD обычно предлагала пользователям лучшее соотношение цены и качества, когда дело касалось решений низкого и среднего уровня. Тем не менее, их графические процессоры в последние годы все еще не были такими популярными, как у Nvidia.

Что касается интегрированной графики, Intel HD Graphics, Iris Graphics и Iris Pro Graphics — это то, что вы обычно найдете в устройствах, использующих ЦП Intel, в то время как AMD предлагает набор APU, которые также выполняют ту же роль, но подробнее об этом позже.

Что такое процессор?

ЦП , или центральный процессор, в просторечии называемый процессором, по определению является компьютером. Это чрезвычайно мощный калькулятор, способный управлять бесчисленными вычислениями и вычислениями в любой момент, и это мозг каждого компьютера, обрабатывающий информацию и сообщающий всем другим компонентам, что делать.

Современный ЦП содержит миллиарды транзисторов и состоит из нескольких ядер, что позволяет ему выполнять различные задачи одновременно. Напротив, одноядерный ЦП мог обрабатывать только одну задачу за раз, просто создавая иллюзию многозадачности за счет быстрого переключения между различными задачами.

И хотя процессоры с четырьмя ядрами были серьезным делом всего десять лет назад, теперь у нас есть массовые процессоры, которые могут иметь до шестнадцати ядер, которые затем можно разделить на виртуальные / логические ядра с помощью гиперпоточности / многопоточности.

Скорость измеряется в гигагерцах (ГГц), и один герц соответствует одной инструкции. Таким образом, процессор с тактовой частотой 3 ГГц может обрабатывать колоссальные 3 миллиарда инструкций в секунду. Более быстрый ЦП означает более быстрый и мощный ПК при условии, что программное обеспечение может правильно использовать возможности оборудования.

И хотя каждый ЦП поставляется с заводскими часами по умолчанию, многие ЦП можно разогнать, что позволит обрабатывать еще больше инструкций каждую секунду. Однако разгон процессора также означает, что он будет выделять больше тепла.Следовательно, сторонний кулер обычно необходим, если вы хотите выжать из процессора какую-либо серьезную дополнительную производительность.

Однако центральный процессор не так важен для игр, как графический процессор, поскольку именно графический процессор выполняет большую часть тяжелой работы, когда речь идет о рендеринге детализированных трехмерных сред в реальном времени. Единственная проблема, о которой геймер должен беспокоиться в этом отношении, — это узкие места. Если ЦП не успевает за ГП, то ГП не будет использоваться в полной мере. К счастью, процессора среднего уровня обычно более чем достаточно, даже для высококлассных игр.И если вы хотите перестраховаться, этот сайт может оказаться полезным инструментом.

Сегодня большинство процессоров, используемых в настольных компьютерах и ноутбуках, производятся Intel и AMD, и с тех пор, как AMD Ryzen выровнял игровое поле в 2017 году, они были на достаточно равных условиях. Другие компании также производят процессоры, хотя они в основном занимают определенные ниши. К ним относятся узнаваемые имена, такие как IBM, Apple, Samsung, Qualcomm, HiSillicon, Acer и другие.

Что такое ВСУ?

Наконец, у нас есть APU , блок ускоренной обработки.AMD изобрела это прозвище и выпустила первое поколение APU в 2011 году.

Но что именно?

Проще говоря, APU состоит из ядер CPU и GPU на одном кристалле. Хотя между APU и встроенным графическим процессором есть техническая разница, их применение практически идентично: они служат удобными графическими решениями начального уровня для бюджетных ПК и неигровых ноутбуков. Кроме того, как PlayStation 4, так и Xbox One, включая усовершенствованные варианты Pro и X, которые появятся позже, использовали APU AMD Jaguar.

На данный момент у AMD есть несколько серий APU, совместимых с текущим сокетом AM4:

  • APU A-Series , которые являются самыми слабыми из группы и чаще всего используются в более доступных ПК и ноутбуках.
  • Новые APU Athlon серии , которые новее и, как правило, более мощные, чем серия A, и оснащены графическими ядрами Vega.
  • APU Ryzen , которые являются самыми мощными APU на сегодняшний день.

В конечном итоге APU достаточно эффективны и имеют низкое энергопотребление.Тем не менее, производительность, которую они предлагают, не совсем звездная, то есть за исключением новых APU, оснащенных Vega, которые раздвигают границы в отношении того, какой игровой производительности можно ожидать от APU.

Ryzen 3 2200G и Ryzen 5 2400G могут конкурировать с некоторыми графическими картами низкого уровня, и они используют интегрированные графические решения Intel в тестах, что делает их очень привлекательным выбором для геймеров с ограниченным бюджетом. Тем не менее, это только бюджетные решения, и они не могут сравниться с GTX 1050 или RX 560.

Итог

Итак, подытожим:

  • ЦП: центральный процессор , мозг операции, который выполняет арифметические операции и обеспечивает выполнение остальными компонентами компьютера того, что они должны делать.
  • GPU: графический процессор , специалист по тяжелой работе, который гарантирует, что игровые ландшафты выглядят так хорошо, как, по словам ЦП, они должны выглядеть.
  • APU: блок ускоренной обработки, гибрид CPU / GPU, мастер обоих профессий, но не мастер ни в одном из них.Энергоэффективный, экономичный и может сэкономить место на ноутбуках и ноутбуках, но недостаточно мощный для правильного запуска игр AAA.

В конце концов, если вы пытаетесь решить, будет ли APU лучшим выбором для вас вместо классической комбинации CPU + GPU, вам нужно всего лишь проконсультироваться со своим кошельком. Как уже упоминалось выше, они могут быть отличным средством экономии при создании бюджетного игрового ПК. Тем не менее, даже самому мощному APU, доступному в настоящее время (Ryzen 5 2400G), будет сложно играть с чем-либо, кроме инди или киберспортивной игры.

В любом случае, если вы сейчас покупаете новые компоненты, ознакомьтесь с нашими руководствами по покупке игровых процессоров, графических процессоров и APU, так как они могут оказаться вам полезными.

CPU против GPU: в чем разница?

Итак, вы покупаете ноутбук, ПК, смартфон, планшет или другой гаджет и не можете понять, что это значит под ЦП и ГП. Здесь мы объясняем разницу и объясняем, как выбрать правильную комбинацию для ваших нужд.

В сокращениях есть только одна буква, но они очень разные, хотя в их работе они частично совпадают.

Что означает процессор?

Начнем с основ, CPU означает «центральный процессор». Это более известный и процессор или даже просто микросхема.

Что означает графический процессор?

Графический процессор

сокращенно от «графический процессор» и обычно называется графической картой. Мы рассмотрим более подробно в нашем специальном разделе Что такое графический процессор? объяснитель.

Что делает ЦП?

Мы не будем вдаваться в технические подробности, так что вы можете думать о процессоре как о мозге вашего устройства.Когда вы хотите что-то сделать, например открыть приложение, отредактировать фотографию или позвонить по телефону — это произойдет.

Другими словами, это похоже на двигатель автомобиля — без него кусок металла и колеса никуда не денется.

Как и в случае с двигателями, вы можете получить много разных процессоров, и вы, вероятно, увидите, как бренды и розничные продавцы подчеркивают, сколько у них ядер или тактовую частоту. Наличие большего количества ядер — большинство процессоров четырехъядерных или восьмиъядерных — означает лучшую многозадачность, а более высокие тактовые частоты означают, что дела будут выполняться быстрее.

См. Также: Intel Core i3 vs i5 vs i7 vs i9: в чем разница?

Часто можно обнаружить, что половина ядер имеют одну тактовую частоту, а другая половина — быстрее. Это означает, что устройство может разумно выбирать, какие ядра будут выполнять задачу.

Более медленные ядра будут справляться с базовыми задачами и поддерживать эффективность, продлевая срок службы батареи, а более быстрые ядра будут задействованы при необходимости для более сложных задач.

Итак, если вы покупаете устройство высокого класса, вы можете рассчитывать на мощный процессор.Теоретически это обеспечит плавность работы и отсутствие задержек, но вполне может, в зависимости от конкретных продуктов и спецификаций, сказаться на времени автономной работы.

AMD и Intel являются основными игроками на рынке настольных ПК и ноутбуков. Прочтите наше руководство AMD против Intel для получения дополнительной информации.

Для чего нужен графический процессор?

Это правда, что графический процессор похож на центральный процессор, но он более сфокусирован. Вы можете думать об этом как о докторе, который является специалистом в определенной области медицины, где центральный процессор больше похож на вашего терапевта.

Как следует из названия, графический процессор предназначен для решения задач, связанных с графикой. Это означает, что он отвечает за рендеринг изображений, видео и анимации.

Физическое отличие состоит в том, что графический процессор состоит из гораздо большего числа ядер, поэтому он лучше подходит для параллельной обработки, обрабатывая тысячи операций одновременно, а не несколько.

Вместо того, чтобы смотреть, сколько ядер у графического процессора, лучше выяснить, является ли он встроенным или выделенным.

Встроенный (или встроенный) графический процессор означает, что он встроен в тот же чип, что и ЦП.Это то, что вы найдете в смартфонах, планшетах и ​​более дешевых ноутбуках. Например, Intel Core i3 может иметь UHD Graphics 630 или Qualcomm Snapdragon 855+ имеет графику Adreno 640.

В качестве альтернативы, выделенный (также известный как дискретный) графический процессор — это тот, который полностью отделен от центрального процессора. Он будет значительно более мощным и мощным, чем его встроенный аналог.

Например, ноутбук может быть оснащен графическим процессором AMD Radeon Vega 8 Graphics, а игровой ПК может поставляться с Nvidia RTX 2070 Super.

CPU против GPU: какие приоритеты

Теперь вопрос в том, на каком из них вам следует сосредоточиться при покупке технического продукта.

Нет неправильного, правильного или однозначного ответа, поскольку он зависит от различных факторов, таких как тип продуктов, которые вы покупаете, а также от того, сколько денег вы должны потратить.

Как мы упоминали ранее, устройства, телефоны и планшеты, не будут иметь отдельного графического процессора, поэтому, как правило, чем больше вы тратите, тем лучше процессор (и, следовательно, графическая его часть).Некоторые бренды могут предложить лучшее соотношение цены и качества, поэтому прочитайте наши полные обзоры, чтобы узнать, как они работают.

Когда вы покупаете ноутбук или ПК, все становится немного сложнее. Во-первых, не ожидайте, что бюджетная модель будет поставляться с выделенной видеокартой. Это правда, что некоторые из них по-прежнему имеют довольно приличные графические возможности, но если вы собираетесь выполнять более интенсивные задачи, такие как редактирование фотографий или видео, вам будет намного легче, если вы выберете модель с выделенным графическим процессором.

Если вы геймер, то выделенный графический процессор просто необходим, и вам нужно быть готовым к дополнительным расходам, связанным с ноутбуком или ПК. Преимущество последнего заключается в том, что вы, как правило, можете обновить его до более новой карты позже, если хотите. Простой совет — купите самую мощную карту, которую вы можете себе позволить.

Это не только необходимо, но и должно быть приоритетом перед процессором при покупке или сборке игровой машины.

графических процессоров и процессоров? Понимание того, как выбрать правильный процессор для вашей рабочей нагрузки

Предприятия, которые разрабатывают системы для выполнения интенсивных рабочих нагрузок ИИ, имеют два варианта выполнения тяжелой работы: традиционная архитектура ЦП (центрального процессора) или специализированный конвейер графического процессора (графического процессора) .Почти все понимают, что в контексте современного предприятия параллельное выполнение множества рабочих нагрузок глубокого обучения — это основа графических процессоров. Однако важно четко понимать весь спектр приложений искусственного интеллекта / глубокого обучения и понимать, как выбрать правильный тип процессора для данной рабочей нагрузки.

ЦП и графический процессор: как они работают

ЦП

предназначены для обеспечения приоритетности рабочей скорости для последовательных вычислений, что позволяет им выполнять различные наборы инструкций. При назначении правильной задачи процессоры работают с выдающейся скоростью, измеряемой тактовой частотой. Сегодня ЦП по-прежнему является основной частью любого вычислительного устройства. Он обрабатывает основные инструкции и распределяет более сложные задачи по другим конкретным микросхемам на материнской плате. Обратите внимание, что графический процессор не заменяет центральный процессор.

Графический процессор разработан для быстрой визуализации 2D / 3D изображений с высоким разрешением, видео, визуализации и отображения. Графические процессоры начинались как графические конвейеры, но их использование превратилось в один из основных компонентов глубокого обучения / ИИ.Графические процессоры предназначены для эффективной обработки массовых операций, выполняемых параллельно. Они разработаны с гораздо большим количеством вычислительных ядер, чем процессоры, что является идеальной архитектурой для повторяющихся, высокопараллельных и уникальных вычислительных задач.

Основное различие между архитектурой ЦП и ГП состоит в том, что ЦП предназначен для быстрой обработки широкого спектра сложных вычислений, измеряемых тактовой частотой ЦП, а ГП предназначены для быстрого выполнения множества одновременных простых и конкретных задач. У ЦП меньше ядер с высокой скоростью обработки. Графические процессоры имеют тысячи ядер и имеют сравнительно меньшую скорость, чем процессоры. Поскольку графические процессоры имеют больше ядер и могут выполнять параллельные операции с несколькими наборами данных, они более чем догоняют скорости обработки, обычно необходимые для неграфических задач, таких как машинное обучение и научные вычисления.

Когда используются графические процессоры?

Графические процессоры идеально подходят для параллельной обработки и стали предпочтительными для обучения моделей искусственного интеллекта: они идеально соответствуют потребностям процесса, который требует в значительной степени идентичных операций, одновременно выполняемых со всеми выборками данных.Размеры наборов данных растут почти экспоненциально, а массивный параллелизм, обеспечиваемый графическими процессорами, приводит к более высокой производительности этих задач.

Графические процессоры

предназначены для работы в приложениях, требующих параллельной обработки множества вычислений, что составляет подавляющую часть корпоративных приложений ИИ:

  • Ускоренное глубокое обучение и операции ИИ с массивным параллельным вводом данных
  • Традиционные алгоритмы обучения ИИ и логического вывода
  • Классические нейронные сети

Короче говоря, когда требуется необработанная вычислительная мощность для обработки неструктурированных или в значительной степени идентичных данных, предпочтительным решением являются графические процессоры.

Возьмем, к примеру, новый графический процессор A100 от Nvidia. A100 оснащен первым 7-нм графическим процессором NVIDIA, GA100. Этот графический процессор оснащен 6912 ядрами CUDA и 40 ГБ памяти HBM2. Этот графический процессор также находится на первой карте с интерфейсом PCIe 4.0 в дополнение к форм-фактору SXM4, и он такой же быстрый. Поскольку версия PCIe имеет более низкое энергопотребление (250 Вт против 400 Вт в аналоге SXM4), ожидается снижение производительности на 10%. Однако это быстро окупается за счет более низких затрат на электроэнергию и охлаждение.Графический процессор GA100 — это большой чип с площадью кристалла 826 мм² и 54,2 миллиарда транзисторов. Он имеет 6912 блоков шейдинга, 432 блока наложения текстур и 160 блоков ROP. Также включены 432 тензорных ядра, которые помогают повысить скорость приложений машинного обучения. NVIDIA объединила 40 ГБ памяти HBM2E с A100 SXM4, которые подключены с помощью 5120-битного интерфейса памяти. Частота графического процессора составляет 1410 МГц, а памяти — 1215 МГц. A100 оптимизирован для тензорных операций, включая новые форматы TF32 и FP64 с более высокой точностью, а также вычисления с более низкой 8-битной точностью для вывода.

Графический процессор A100 обеспечивает 250% преимущество перед его предыдущим 12-нм графическим процессором Volta в пиковой производительности с плавающей запятой двойной точности. В рабочих нагрузках высокопроизводительных вычислений реализованное ускорение составляло от 1,5 до 2,1 раза по сравнению с предыдущей версией.

Графические процессоры

значительно изменились по сравнению с 30-летней давностью, когда они в основном использовались в персональных компьютерах. По мере роста производительности и плотности он перешел на профессиональные рабочие станции, затем на серверы, а теперь и на стоечные блоки для центров обработки данных.Ожидайте, что по мере того, как все больше приложений будет работать в облаке и центрах обработки данных, графические процессоры станут важным элементом архитектуры и систем. Растущая мощность графического процессора демонстрируется графическим процессором Nvidia A100, который можно разделить на 7 отдельных экземпляров (мультиэкземплярный графический процессор), чтобы он мог улучшить использование обработки графического процессора и обеспечения различных рабочих нагрузок в центре обработки данных.

Когда используются ЦП?

Вариант использования ЦП в корпоративных ролях ИИ более узкий и специализированный.Задачи, в которых много алгоритмов, которые сложно запускать параллельно, могут лучше подходить для ЦП, в том числе:

  • Системы рекомендаций для обучения и вывода, которым требуется больший объем памяти для встраивания слоев
  • Машинное обучение и алгоритмы вывода в реальном времени, которые не распараллеливаются легко
  • Рекуррентные нейронные сети, которые полагаются на последовательные данные
  • Модели выборки данных большого размера, включая трехмерные данные для обучения и вывода

ЦП лучше подходят для задач, использующих последовательные алгоритмы и для выполнения сложных статистических вычислений, однако эти типы задач сегодня менее распространены в корпоративных приложениях искусственного интеллекта. Большинство предприятий предпочитают скорость и эффективность графических процессоров, а не специализацию процессоров. Однако есть специалисты по данным, которые переосмысливают способ разработки алгоритмов ИИ, чтобы потенциально полагаться на логику (последовательная обработка), а не на статистические вычисления.

ЦП является главным в системе, специально разработанным, чтобы позволить ему планировать и обеспечивать выполнение расписания для всех компонентов системы и тактовых частот ядер. Это позволяет им решать отдельные сложные математические задачи за короткое время.При одновременном выполнении множества небольших задач, таких как рендеринг 300 000 треугольников и их динамическое преобразование по запросу, процессоры начинают проявлять свои ограничения, особенно в расчетах нейронной сети ResNet.

Количество ядер в процессоре увеличивается. Эти процессоры в процессоре имеют от 2 до 64 ядер. AMD Ryzen Threadripper 3970X имеет 32 ядра, способные обрабатывать 64 потока. AMD Epyc 7702 имеет 64 ядра и 128 потоков. Преимущество наличия нескольких ядер заключается в том, что система может обрабатывать больше отдельных потоков данных или потоков, которые работают независимо друг от друга.Эта архитектура значительно увеличивает ресурсы и производительность системы, в которой одновременно выполняются приложения и несколько задач в центре обработки данных. Все больше и больше разработчиков исследуют сложность написания кода для работы в параллельных многопоточных вычислительных, виртуализированных и контейнерных средах.

ЦП и графические процессоры вместе

В центрах обработки данных важно использовать преимущества как центральных, так и графических процессоров. Закон Мура замедляется, и поэтому для масштабирования и масштабирования общая производительность систем должна зависеть от целостной экосистемы оборудования, программного обеспечения и разработчиков.Рабочие нагрузки искусственного интеллекта потребуют разнообразных кремниевых технологий, и эти решения должны будут объединить специально разработанные процессоры и процессоры общего назначения в этих серверах и устройствах для достижения лучшей производительности, эффективности и затрат — от центра обработки данных до периферии.

Энергосберегающее межсоединение NVIDIA с высокой пропускной способностью обеспечивает сверхбыструю связь ЦП с ГП и ГП с ГП. Серверы AMAX используют связь между графическими процессорами и графическими процессорами. Конструкция SXM4 позволяет графическим процессорам работать без ограничений шины PCIe, чтобы они могли достичь максимального потенциала производительности.Чтобы увеличить количество операций ввода-вывода между графическими процессорами, Nvidia NVLink обеспечивает высокоскоростной путь между ними, позволяя им обмениваться данными с пиковой скоростью передачи данных 300 гигабайт в секунду (ГБ / с), что в 10 раз быстрее, чем у PCIe. В отличие от PCIe, с NVLink у устройства есть несколько путей на выбор, и вместо того, чтобы совместно использовать центральный концентратор для связи, они вместо этого используют сетку, которая обеспечивает обмен данными с максимальной пропускной способностью между графическими процессорами. Это значительно ускоряет работу приложений и обеспечивает большую производительность вычислений, чем графические процессоры, использующие PCIe.

Обновлено: 21.12.2021 — 11:07

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *