با بهترین پردازنده های گرافیکی موبایل آشنا بشین!

GPU یا پردازنده گرافیکی موبایل یک پردازنده اختصاصیه که برای تسریع در اجرای برنامه‌های گرافیکی، رابط کاربری و محتوای سه بعدی در انواع گوشی‌ موبایل طراحی شده. اجرای روان بازی‌های ویدیویی سه بعدی و رابط کاربری گرافیکی که در اصطلاح GUI نامیده می‌شه، نمونه‌هایی هستن که GPU برای پاسخگویی به اون‌ها طراحی شده. با من در ادامه این مطلب همراه باشین تا اهمیت وجود و کارایی پردازنده گرافیکی موبایل رو از جنبه‌های مختلف بررسی کنیم.

پردازنده گرافیکی موبایل رو بهتر بشناسیم

چند سال قبل پردازنده گرافیکی به عنوان یک ویژگی و قابلیت خوب، فقط در تلفن‌های همراه رده بالا تعبیه می‌شد و از تکنولوژی‌های خاصی هم استفاده می‌کرد. امروز اما با توسعه فناوری ساخت تلفن‌های همراه و همه کاره بودن نمایشگرهای گرافیکی، نیاز به حضور GPU در تلفن‌های هوشمند بیشتر از قبل احساس می‌شه.

همین هم باعث شد تا این قطعه به یکی از اصلی‌ترین تجهیزات و واحدهای پردازش در انواع گوشی تبدیل بشه. GPU به عنوان یک دستورالعمل و موتور قدرتمند برای پردازش داده‌های متعدد طراحی شده و می‌تونه فرآیندها رو به صورت موازی اجرا کنه. گرافیک سه بعدی، یکی از بهترین نمونه‌های پردازش موازی با توان زیاد در GPU هست. چون GPU (واحد پردازش گرافیکی) می‌تونه در هر ثانیه میلیاردها پیکسل یا راس و همچنین عملیات نقطه شناور (floating-point) رو پردازش کنه.

در قلب پردازنده گرافیکی موبایل یک یا چند واحد Shader (از نوع SIMD) قرار دارن که رئوس و قطعات (پیکسل) مستقل رو پردازش می‌کنن. پردازنده‌های گرافیکی هم‌چنین می‌تونن به راحتی از یک واحد Shader به هزاران واحد Shader به هم پیوسته و گروه بندی و Scale شده و امکان پردازش موازی و بالا بردن کارایی برنامه مورد نظر رو فراهم کنن. طرح‌های Shader سطح بالا می‌تونن میلیاردها دستورالعمل رو در هر چرخه برای پردازش گرافیک،OpenCL ، OpenVX و … با نرخ بیش از 1.2 گیگاهرتز اجرا کنن.

به این مطلب هم سر بزن: معرفی مدل‌های مختلف تراشه اگزینوس

تفاوت CPU و GPU در چیه؟

CPU دارای چگالی محاسباتی کم و منطق کنترل پیچیده هستش و به دلیل وجود واحد Cache با ظرفیت بالا، برای انواع عملیات سریالی بهینه سازی شده. CPU هم‌چنین دارای واحدهای اجرایی (ALU) کم‌تر و سرعت بالایی در اجرای دستورات محاسباتی گوناگون با تاخیر کم هست. CPUهای جدید، قابلیت موازی سازی بهتر و کاراتری نیز دارن.

اما GPU دارای چگالی محاسباتی بالا بوده و به دلیل طراحی ذاتی برای پردازش‌های موازی، تعداد واحدهای اجرایی در اون هم زیاد هستش. بازدهی این نوع پردازنده خیلی بالاست و تحمل تاخیر در اون هم بیشتره. GPUهای جدیدتر منطق کنترل جریان بهتری دارن و شبیه به CPU عمل می‌کنن.

اول، CPU به عنوان واحد پردازش مرکزی، محاسبات مربوط به GPU رو انجام ‌می‌داد. اما با توسعه برنامه‌های کاربردی و نیاز اون‌ها به گرافیک قوی‌تر، درخواست‌های ارسالی به CPU افزایش یافته و این فشار مضاعف عملکرد پردازنده گوشی CPU رو تضعیف می‌کرد. به همین دلیل هم پردازنده‌های گرافیکی طراحی شدن تا بار روی CPU رو تعدیل کرده و به اجرای سریع‌تر برنامه‌های مختلف کمک کنن. انواع پردازنده‌های گرافیکی در اجرای بازی‌های رایانه‌ای به خوبی عمل کرده و امکان تولید رندرهای گرافیکی روان و باکیفیت بالا رو فراهم می‌کنن.

معماری پردازنده‌های گرافیکی تا حدی شبیه معماری CPU هستن. با این حال، CPUها برای پاسخگویی و پردازش دستورالعمل‌های اساسی کامپیوتر به کار می‌رن و مسئول تفسیر دستورات رایانه می‌باشن. در حالی که پردازنده‌های گرافیکی روی ارائه محتوای گرافیک، تمرکز می‌کنن.

CPUها می‌تونن دو رشته (دستورالعمل مستقل) در هر هسته (واحد پردازنده مستقل) رو اجرا کنن. در حالی که یک هسته GPU می‌تونه چهار تا ده رشته رو هر هسته اجرا کنه. پردازنده گرافیکی به دلیل معماری پردازش موازی، قادر به ارائه تصویر سریع‌تری نسبت به CPU هست. CPU هم‌چنین دارای سرعت کلاک بالایی هست و می‌تونه محاسبات رو با سرعت بیشتری نسبت به GPU انجام بده.

تفاوت گرافیک گوشی با کامپیوتر چیه؟

شاید برای شما هم این سوال به وجود اومده باشه که چه تفاوتی بین GPU تلفن همراه و کامپیوتر رومیزی وجود داره؟ به طور کلی، تفاوت پردازنده گرافیکی موبایل و کامپیوتر رو می‌‌‌شه از سه جهت بررسی کرد:

قدرت

قدرت تلفن‌های همراه نسبت به انواع کامپیوتر‌های شخصی و رومیزی کمتره. بنابراین، شرکت‌های سازنده، برای از دست نرفتن عمر باتری، GPU تلفن همراه رو به گونه‌ای طراحی کردن که سرعت عملکرد ‌اون‌ها تا حدودی نسبت به پردازنده گرافیکی کامپیوتر کندتر باشه تا مصرف برق اون‌ها بالا نره. از طرفی، مصرف برق کمتر می‌تونه به کنترل دمای دستگاه و اجزای داخلی اون هم کمک کنه.

ابعاد

پردازنده گرافیکی موبایل یک تراشه کوچیک با اجزا و قطعات داخلی کوچیک‌تر از یک پردازنده گرافیکی در رایانه‌های شخصی رومیزی هست.

عملکرد

عملکرد پردازنده گرافیک کامپیوتر، نسبت به پردازنده گرافیکی موبایل بهتر و قوی‌تره. چون یک تلفن همراه هوشمند، هیچ محتوایی رو رندر نمی‌کنه. بلکه تلاش می‌کنه تا یک بافت شطرنجی مانند رو روی صفحه، نمایش بده. انواع بازی‌های ویدیویی و موبایل هم از حیث گرافیک با هم‌دیگه تفاوت بسیاری دارن.

چون در تلفن‌های همراه، تقریبا همه چیز از قبل تنظیم شده و حتی دستگاه می‌تونه بخش‌هایی از محتوا که جزئیات بالایی دارن رو به دلخواه خودش حذف کنه و نمایش نده. از طرفی، کند بودن پردازنده موبایل، هم به خودی خود، ضعف عملکردی اون در برابر پردازنده گرافیکی کامپیوتری رو تشدید می‌کنه.

ممکنه این مطلب به دردتون بخوره: فناوری UWB چیه

انواع چیپست‌های گرافیک موبایل

امروزه شرکت‌های مختلف به تولید تراشه‌ها و پردازنده‌های موبایل می‌پردازن و مدل‌های مختلف این پردازنده‌ها توسط سازندگان تلفن‌های هوشمند به کار می‌رن. در این بین بعضی از انواع پردازنده‌های گرافیکی موبایل خیلی محبوب و پرطرفدار هستن که از بین اون‌ها می‌شه به تراشه‌های Bionic، Snapdragon، Exynos، Kirin، Dimensity و Helio اشاره کرد. این برندها در سال‌های اخیر مدل‌های مختلفی از انواع پردازنده گرافیکی موبایل رو تولید و روانه بازار کردن که نام بعضی از اون‌ها در میان برترین چیپست‌های موبایل سال هم دیده می‌شه. اما به طور کلی پردازنده‌های گرافیکی موبایل در دو نوع مجتمع و مجزا عرضه می‌شن.

گرافیک مجتمع یا Integrated

گرافیک مجتمع، یک GPU هستش که درون پردازنده اصلی دستگاه تعبیه شده. سخت افزار گرافیک مجتمع از حافظه جداگانه برای امور گرافیکی استفاده نمی‌کنه. اما GPU از حافظه سیستم (به طور مشترک با CPU) استفاده می‌کنه. از اون‌جا که گرافیک مجتمع، درون پردازنده تعبیه شده، انرژی کمتری مصرف کرده و گرمای کمتری هم به وجود میاره.

همین هم به حفظ دوام و عمر باتری کمک می‌کنه. پردازنده‌هایی با چیپست گرافیک مجتمع، بیشتر در سیستم عامل‌های دستگاه‌های کوچک و جمع و جور مثل انواع تلفن هوشمند و تبلت به کار می‌رن.

گرافیک مجزا یا Discrete

گرافیک گسسته یک سخت افزار GPU هستش که از پردازنده اصلی مجزا شده. گرافیک مجزا دارای حافظه مخصوص خودش (غیر اشتراکی با CPU) هست. جدا بودن این مدل گرافیک از تراشه پردازنده باعث می‌شه تا پردازنده گرافیکی، انرژی بیشتری مصرف کرده و مقدار قابل توجهی گرما تولید کنه. با این حال، یک گرافیک مجزا دارای حافظه و منبع قدرت اختصاصی هستش و عملکرد بالاتری نسبت به چیپست‌های گرافیک‌های مجتمع ارائه می‌ده. کارت‌های گرافیک مجزا در رایانه‌های شخصی و رومیزی به کار می‌رن.

روی این مطلب لینک کن: لرزش‌گیر اپیتیکال چیه

بهترین گرافیک موجود در بازار گوشی‌های مدرن کدومه؟

اگه شما هم دنبال خرید یک GPU مناسب و با قابلیت هستین، باید بتونین با مقایسه پردازنده‌های گرافیکی موبایل یک گزینه متناسب با نیازهای خودتون رو انتخاب و بعد اون رو خریداری کنین. در همین راستا، وب‌سایت‌های مختلف به بررسی انواع پردازنده پرداخته و با رتبه بندی پردازنده‌ های گرافیکی موبایل شما رو در انتخاب تراشه مناسب راهنمایی می‌کنن.

برندهایی مانند Nvidia ،Advanced Micro Devices (AMD) ،Intel و Arm بعضی از بازیگرای اصلی بازار جی پی یو گوشی و کامپیوتر در سراسر دنیا هستن و همه ساله محبوب‌ترین و برترین انواع پردازنده گرافیکی موبایل رو تولید و به بازار جهانی عرضه می‌کنن.

سخن پایانی

من در این مطلب به معرفی و بررسی پردازنده گرافیکی موبایل یا GPU پرداختم و دیدیم که این قطعه سخت افزاری در تلفن همراه یا دیگر دستگاه‌های ‌هوشمند شما به کار رفته و از طریق ارتقاء سخت افزاری، امکان استفاده از قابلیت پردازش موازی رو برای این دستگاه فراهم میارن. من هم‌چنین درباره انواع پردازنده گرافیکی موبایل و تفاوت گرافیک گوشی و کامپیوتر هم صحبت کردم و در آخر، بعضی از بهترین برندهای تولید کننده جی پی یو گوشی باکیفیت در سراسر دنیا رو براتون معرفی کردم.

سوالات متداول