کارت گرافیک (GPU) چیست؟

کارت گرافیک یا GPU قطعه‌ای است که بین کامپیوتر و صفحه نمایش شما ارتباط برقرار می‌کند. در واقع این قطعه داده‌های گرافیکی که از پردازنده دریافت می‌کند را به تصاویر قابل رویت در مانیتور تبدیل می‌کند. در ادامه این مقاله از مجله ای سی بلاگ بیشتر با مفهوم و تعریف این قطعه آشنا می‌شویم.

---

پردازش گرافیکی یا GPU چیست؟

واحد پردازش گرافیک یا GPU (کوتاه شده کلمه Graphics Processing Unit) که به ‌عنوان کارت گرافیک نیز آن را می‌شناسیم، ابزاری برای رندر گرفتن (پردازش و خروجی گرفتن) تصاویر در سیستم‌های کامپیوتری است.

GPU و CPU شباهت‌های زیادی دارند همان‌طور که CPU مغز دستگاه شما محسوب می‌شود، GPU هم هسته‌ی پردازش‌های گرافیکی به حساب می‌آید. واحد پردازش گرافیک برای کار با داده‌های بصری طراحی و بهینه شده است.

یکی از عملکردهای اصلی GPU کاهش بار روی واحد پردازش مرکزی (CPU) است. این موضوع به طور ویژه هنگام اجرای یک بازی با گرافیک سنگین و یا هر نوع رندر گرافیکی به چشم می‌آید.

واحد پردازش گرافیکی (GPU) می‌تواند روی کارت گرافیک یا روی مادربرد تعبیه شده باشد. لازم به ‌ذکر که اصطلاح GPU و کارت گرافیک معمولا به جای یکدیگر به کار می‌روند. در همین راستا مقاله «تفاوت GPU با کارت گرافیک در چیست؟» را مطالعه کنید.

---

کارت گرافیک یا Graphics Card چیست؟

از آنجایی که یک تراشه GPU بدون پشتیبانی از سخت افزاری مانند حافظه یا چیزهایی مانند مدیریت انرژی و خنک کننده نمی‌تواند کار زیادی انجام دهد، روی یک برد مدار چاپی (PCB) قرار می‌گیرد.

کارت گرافیک (Graphics Card) یک PCB است که شامل سخت‌افزارهایی مانند ماژول‌های VRAM (حافظه ویدیو)، مدیریت انرژی یا خنک‌کننده برای GPU و حافظه است. به بیان دیگر، کارت گرافیک قطعه سخت افزاری است که وظیفه تولید خروجی برای مانیتور را بر عهده دارد.

دارای کانکتور(های) برای مانیتور(ها) و کانکتور دیگر به مادربرد کامپیوتر است. کارت گرافیک دارای ماژول‌های حافظه مخصوص به خود و واحد پردازش گرافیکی (GPU) است. GPU بخشی جدایی ناپذیر از یک کارت گرافیک است.

یک کارت گرافیک همچنین دارای یک اتصال پرسرعت به نام کانکتور PCIe است که آن را به مادربرد متصل می‌کند تا با بقیه رایانه شما ارتباط برقرار کند.

کارت گرافیک قدرتمند وضوح بالا، تعداد فریم بالا در ثانیه، توان رندر پلی گان‌ها (چند ضلعی‌ها)، نمایش نور و مدیریت سایه‌ها را امکان پذیر می‌کند. این قطعه برای کاربرانی که کار ویرایش ویدیو و بازی‌های ویدیویی انجام می‌دهند، دارای اهمیت بالایی است.

---

چند نوع کارت گرافیک (GPU) داریم؟

پردازنده‌های گرافیکی، بسته به نوع، کارکرد و قیمت‌شان در انواع و اقسام متفاوتی تولید می‌شوند. معمولا در پلتفرم کامپیوترهای خانگی و گیمینگ مدل‌های گران قیمت‌ و حجیم‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این در حالی است که در دیوایس‌های سبک و ارزان قیمت‌تر، نوع سبک‌تری از پردازنده‌های گرافیکی تعبیه می‌شود که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم.

iGPU یا گرافیک مجتمع چیست؟

گرافیک مجتمع یک GPU است که در پردازنده تعبیه شده است. به این نوع واحد پردازش گرافیکی، گرافیک مجتمع یا iGPU (یکپارچه، آنبرد و Integrated) می‌گویند.

گرافیک یکپارچه از یک حافظه مشترک با CPU استفاده می‌کند و مقدار کل RAM موجود را کاهش می‌دهد و این برای اجرای برنامه‌هایی که از مقدار زیادی حافظه ویدیویی استفاده می‌کنند نامطلوب است.

البته، پردازنده‌ی گرافیکی مجتمع را می‌توان کنار کارت گرافیک‌های مستقل استفاده نمود. اگر پردازنده‌ی گرافیکی مجتمع دارید و می‌خواهید جدیدترین بازی‌های ویدیویی را انجام دهید، باید سیستم خود را به وسیله‌ی افزودن ماژول کارت گرافیک ارتقا دهید.

از آنجایی که گرافیک‌های مجتمع در پردازنده تعبیه شده است، معمولاً انرژی کمتری مصرف می‌کنند. این موضوع موجب کاهش گرمای تولیدی می‌شود. و از آن جایی که دما اصلی‌ترین علت استهلاک سخت افزار است، می‌تواند منجر به عمر طولانی‌تر باتری شود.

کارت گرافیک یکپارچه، برای انجام کارهای معمولی مانند وبگردی، ایجاد اسناد، تماشای ویدئو و … مورد استفاده قرار می‌گیرد. گزینه مناسبی برای گیمینگ نیست. پردازنده‌هایی با گرافیک مجتمع معمولاً در سیستم‌های کوچک‌تر مانند لپ‌تاپ و اولترابوک‌ها یافت می‌شوند.

گرافیک اختصاصی یا dGPU چیست؟

گرافیک مستقل یک GPU است که جدا از پردازنده مرکزی فعالیت می‌کند. به این نوع واحد پردازش گرافیکی، گرافیک اختصاصی یا dGPU (گسسته، مجزا، مستقل و Discrete) می‌گویند. یک کارت گرافیک اختصاصی منبع حافظه خود را دارد. بنابراین به رم سیستم شما متکی نیست.

از آنجایی که یک گرافیک مستقل مجهز به ماژول حافظه و منبع تغذیه‌ی مستقل است، عملکرد بالاتری نسبت به گرافیک­‌های مجتمع ارائه می‌دهد. این بدان معناست که یک کارت گرافیک مجزا، گرافیک واضح و شفاف را به سرعت ارائه می‌دهد، ویرایش ویدیو و طراحی گرافیکی پیچیده را امکان پذیر می‌کند.

از آنجایی که گرافیک مستقل از تراشه پردازنده جدا است، انرژی بیشتری مصرف می‌کند و مقدار قابل توجهی گرما نیز تولید می‌کند. کارت‌های گرافیک مستقل معمولاً در رایانه‌های شخصی رومیزی یافت می‌شوند. لپ‌تاپ‌ها و رایانه‌های شخصی کوچک نیز می‌توانند حاوی کارت‌های گرافیک مستقل باشند.

کمپانی‌ها مادر در توسعه‌ی ماژول‌های گرافیکی دسکتاپ، AMD و به طور ویژه انویدیا (Nvidia) هستند. انویدیا به دلیل لاین تجاری GeForce خود تا حد زیادی در بخش گرافیک کامپیوتری شناخته شده است و برای سال‌های متوالی به عنوان پیشتاز این صنعت فعالیت می‌کند.

این در حالی است که AMD با لاین رادئون (Radeon) شناخته می‌شود. در همین راستا برای اطلاعات تکمیلی «هرآنچه که باید پیش از خرید کارت گرافیک (GPU) گیمینگ بدانید» را مطالعه کنید.

پردازنده‌ی گرافیکی	گرما و انرژی	حافظه	کارایی	قیمت
مجتمع	کمتر	مشترک با CPU	سیستم‌های کوچک‌تر مانند لپ‌تاپ	کمتر
مستقل	بیشتر	اختصاصی	رایانه‌های شخصی رومیزی	بیشتر

---

نوع و حجم حافظه ویدئویی

حافظه ویدئویی کارت گرافیک یا VRAM (کوتاه شده کلمه Video Random access memory) یکی از مهم‌ترین مولفه‌هایی است که در هنگام خرید کارت گرافیک به آن اشاره می‌شود.

کاربرد حافظه ویدئوی یا VRAM (حافظه موقت ویدیویی) مانند رم یا RAM (حافظه موقت) کامپیوتر است. یعنی نوعی حافظه که وظیفه نگهداری از اطلاعات مورد نیاز پردازنده‌ی گرافیکی نظیر تکسچرها و افکت‌های بازی را بر عهده دارد.

با این تفاوت که حافظه ویدئویی در واقع به پردازش‌های داخلی تراشه‌ی گرافیکی رو انجام می‌دهد و به شکل یک ماژول مجتمع در معماری کارت گرافیک تعبیه شده است. مادربرد RAM و CPU را به هم متصل می‌کند؛ در حالی که کارت گرافیک، GPU و VRAM را به هم متصل می‌کند.

مهم‌ترین عاملی که در حافظه ویدئویی نقش اساسی دارد، میزان وضوح صفحه نمایش می‌باشد. برای اطلاعات تکمیلی و دانستن آن که برای بازی به چه مقدار حافظه VRAM نیاز دارید، مقاله «برای بازی کردن چه مقدار حافظه ویدئویی یا VRAM نیاز داریم؟» را مطالعه کنید.

---

کلام آخر

در این مقاله با مفهوم ابتدایی پردازنده گرافیکی یا GPU آشنا شدیم. کارت گرافیک، ابزاری برای رندر گرفتن (پردازش و خروجی گرفتن) تصاویر در سیستم‌های کامپیوتری است. برای اطلاعات تکمیلی مقاله «راهنمای خرید کارت گرافیک | زمستان ۱۴۰۱» را مطالعه کنید.