كارت گرافيك چيست ؟و كاربرد آن در كامپيوتر چيست ؟

آشنایی با انواع گرافیک لپ تاپ و کامپیوتر

 از دهه 70 بود که کارت های گرافیکی طراحی و ساخته شد

 تراشه‌های ANTIC و CTIA امکان کنترل سخت‌افزاری حالات گرافیکی و متنی و سایر تاثیرات را بر روی آتاری 8-بیتی را فراهم می‌کردند.تراشه ANTIC پردازشگری مخصوص برای نگاشت (در حالت برنامه نویسی) متن و دادهٔ گرافیکی به خروجی تصویری بود. طراح تراشه ANTIC جی مینر، طراحی تراشهٔ گرافیکی را برای کمودور آمیگا نیز بر عهده داشت.

شاید بتوان ایده اولیه شکل‌گیری مفهوم GPU را به دهه ۸۰ و کومودور آمیگانسبت داد. این کامپیوتر اولین دستگاهی بود که با یک واحد پردازش گرافیکی استاندارد ارائه می‌شد و از ویژگی‌های گرافیکی قابل ملاحظه‌ای در زمان خود بهره می‌برد. در همین دهه و در سال ۱۹۸۷ کمپانی Texas Instrument اولین ریزپردازنده دارای قابلیت‌های گرافیکی را با نام TMS34010 ارائه کرد

در دهه ۹۰ روند رشد کارت‌های گرافیکی و پردازنده‌های دارای قابلیت‌های گرافیکی به شکل روزافزونی پیش رفت و برای اولین بار پردازنده‌ها و کارت‌های گرافیکی با قابلیت رندر تصاویر و ویدیوهای سه‌بعدی ارائه شدند. ولی نقطه آغاز آنچه که امروز آن را GPU می‌نامیم به سال ۱۹۹۹ و محصول متفاوت کمپانی انویدیا باز می‌گردد.

Nvidia GeForce 256 (که به آن NV10 نیز می‌گویند) اولین کارت گرافیک تجاری بود که توانست قابلیت‌های سه‌بعدی و انتقال و نوردهی را در یک سخت‌افزار تجاری برای مصرف‌کننده ارائه دهد و از آنجا که بعدها قابلیت سایه‌زنی پیکسلی و برداری به آن اضافه شد، بسیار انعطاف‌پذیرتر و قابل‌برنامه‌ریزی‌تر از کارت‌های گرافیکی سه‌بعدی هم‌دوره خود بود

پس از ارائه NV10 و با وجود رابط برنامه‌ای چون OpenGL و قابلیت‌های مشابه آن در دیرکت‌اکس، مسیر رشد پردازنده‌های گرافیکی به سمت قابلیت‌های بیشتر برنامه‌پذیری پیش می‌رفت. پردازش هر پیکسل توسط یک برنامه کوتاه که ورودی‌های آن بافت تصویر را مشخص می‌کرد، امکان‌پذیر بود و هر شکل هندسی پیش از آنکه بر روی نمایشگر پدیدار شود، می‌توانست توسط یک برنامه کوتاه به شکل دلخواه پردازش گردد. انویدیا نسخه جدیدتر GPU خود را با نام Geforce 3 یا NV20 وارد بازار کرد که اولین پردازنده گرافیکی مجهز به قابلیت سایه‌زنی برنامه‌پذیر بود. اما در اکتبر ۲۰۰۲ کمپانی رقیب انویدیا یعنی ATI محصول جدیدی به نام Radeon 9700 یا R300 را معرفی کرد که اولین پردازنده گرافیکی مبتنی بر Direct3D 9.0 در دنیا بود. سایه‌زن‌های پیکسل و شکل این پردازنده گرافیکی، قادر بودند محاسبات ممیز شناور طولانی و حلقوی را پیاده‌سازی نمایند و به سرعت، انعطاف‌پذیری در حد یک CPU را پیدا کردند. سایه‌زنی پیکسل معمولاً در مواردی چون ایجاد پستی و بلندی بر روی سطح اجسام (Bump Mapping) کاربرد دارد که منجر به ایجاد یک بافت بر روی یک شکل می‌گردد تا آن جسم براق، کدر، زبر، صاف یا حتی کنده‌کاری شده به نظر برسد.

با معرفی سری 8 GeForce، پردازنده‌های گرافیکی به دستگاه‌های محاسباتی عمومی‌تری تبدیل شدند. امروزه GPUهای موازی در مقابل CPUها قد علم کرده‌اند و به همین دلیل یکی از زمینه‌های پژوهشی مهم کنونی، یعنی GPUهای همه‌منظوره یا en:GPGPU (رایانش و محاسبات عمومی بر روی GPU) توانسته در بسیاری از حوزه‌ها مثل فراگیری ماشین (یادگیری ماشین)، هوش مصنوعی، اکتشاف نفت،پردازش تصویر، جبر خطی، آمار، بازسازی سه‌بعدی و حتی تعیین قیمت در بازار سهام، به یکی از پرکاربردترین زمینه‌های تحقیقاتی و صنعتی تبدیل گردد. پلتفرم کودا (زبان برنامه‌نویسی) که شرکت انویدیا آن را توسعه داده است، یکی از قدیمی‌ترین مدل‌های برنامه‌نویسی موازی برای GPU است که از OpenCL نیز پشتیبانی می‌کند. OpenCL یک استاندارد آزاد است که توسط گروه Khronos تعیین گردیده است. OpenCL توسط اینتل، AMD، انویدیا و ARM پشتیبانی می‌شود و پرطرفدارترین پلتفرم‌های توسعه GPGPU در ایالات متحده و منطقه آسیا-اقیانوسیه است

آشنایی با انواع گرافیک لپ تاپ و کامپیوتر

کارت گرافیک ها به چند دسته تقسیم می شوند ؟

در دنیای کامپیوتر و لپ تاپ ، کارت گرافیک ها به دو دسته تقسیم می شوند :

1- کارت گرافیک های مجتمع یا یکپارچه (onBoard)

2- کارت گرافیک مجزا یا جدا

کارت گرافیک های مجتمع یا یکپارچه یا onBoard به آن دسته از کارت گرافیک هایی گفته می شود که به همراه پردازشگر ( CPU ) در یک تراشه جای گرفته اند . این دسته از کارت گرافیک ها قدرت کافی برای انجام کارهای گرافیکی سنگین و بازی های روز را ندارند ( حتی در بهترین مدل های آن ) و بیشتر برای کسانی مناسب است که قصد صرف هزینه زیاد را ندارند و به گرافیک بالا نیازی ندارند . گرافیک onboard برای دیدن فیلم و ادیت های ساده در Paint استفاده می شود .

کارت گرافیک های مجزا یا کارت گرافیک های جداگانه ، به آن دسته از کارت گرافیک هایی گفته می شود که قسمتی جدا از برد اصلی لپ تاپ یا کامپیوتر شما را اشغال کرده اند و دیگر در تراشه اصلی جای ندارند . کارت گرافیک جداگانه ، خود دارای حافظه RAMجداگانه ای با نام VRAM است ؛ هسته پردازشی جداگانه با فرکانس متغیر دارد  و برای اجرای کارهای گرافیکی سنگین و بازی های روز لازم است .

انواع گرافیک در لپ تاپ

مادربورد لپ تاپ از نظر نوع گرافیک دو نوع هستند :

برخی از لپ تاپ ها فقط دارای گرافیک مجتمع  OnBoard  هستند . گرافیک OnBoard بر روی لپ تاپ نشان دهنده این است که لپ تاپ مناسب کارهای گرافیکی نیست و بیشتر برای اموری مانند تماشای فیلم ، پردازش کلمه با Word ، امور حسابداری و ….. است و نمی توان با آن کارهای گرافیکی و بازی های روز را انجام داد .

دسته دیگری از لپ تاپ ها هم دارای گرافیک OnBoard هستند هم گرافیک جداگانه ای بر روی مادربرد دارند . این دسته از لپ تاپ ها در دسته لپ تاپ های قوی قرار میگیرید و برای کارهای گرافیکی استفاده می شوند . در این دسته از لپ تاپ ها ، اگر پردازنده  سی پی یو AMD باشد ، گرافیک مجزای آن نیز AMD می باشد و اگر پردازنده اینتل باشد ، گرافیک آن معمولا NVIDIA است . البته در بازار می توان لپ تاپ هایی را یافت که با پردازنده اینتل ، از گرافیک AMD استفاده کنند اما تعداد آن ها کم است .

راهای شناخت کارت های گرافیکی از روی اعداد روی ان

برای شناختن کارت گرافیک باید به دو رقم سمت چپ آنها توجه کنید . رقم اول از چهار رقم سمت چپ نشان دهنده نسل پردازنده گرافیکی (GPU) ، و رقم دوم نیز به قدرت آن اشاره دارد . عدد های بین ۰ تا ۲ به کارت گرافیک های ضعیف و کم مصرف ، ۳ تا ۷ به کارت گرافیک های متوسط و میان رده ، و ۸ و ۹ به کارت گرافیک های قوی اشاره دارد . حرف  M، در کنار نام کارت گرافیک اشاره به موبایل یا قابل حمل بودن و مخصوص لپ تاپ بودن آنها دارد . دو رقم آخر نیز به مولفه های گوناگونی بستگی دارد که تا کنون درک دقیقی از آنها به دست نیامده است .

به عنوان مثال :

گرافیک GT740m

۷ نشان دهنده نسل گرافیک است که هرچه نسل گرافیک ها بالاتر برود این رقم نیز بالاتر است . این نشان دهنده این است که گرافیک شما جدید تر و بروز تر است .

۴ نشان دهنده قدرت پردازش و رندر گیری کارت گرافیک است که هرچه بیشتر باشد قدرت پردازش بالاتری را به کارت گرافیک میدهد . اما باید توجه داشت که قیمت کارت گرافیک را به میزان بیشتری بالا می برد .

۰ که رقم آخر است معمولا در همه گرافیک های نسل اول هر دسته وجود دارد که اگر تغییراتی در آن دسته ایجاد شود به جای ۰ عدد ۵ قرار میگیرد . مثلا GT745m اصلاح شده نسل خودش است .

 انواع حافظه ی کارت گرافیک

کارت های گرافیک با پیشرفت تکنولوژی ، بروز شده اند و دارای انواع خاصی هستند . DDR2 ، DDR3 و GDDR5 دسته هایی از کارتهای گرافیک هستند که امروزه بیشتر استفاده می شوند . محبوبیت DDR3 و GDDR5 به نسبت باقی مدل ها بیشتر است . تفاوت این مدل ها در میزان باس مموری (Mrmory Bus) آنهاست . بخشی از پردازشگر گرافیکی است که برای برخی از محاسبات گرافیکی پردازشگر به کار می رود . بالا بودن این قسمت از کارت گرافیک نیز کمک می کند تا پردازش ها با سرعت بیشتر انجام شود .

سرعت پردازنده گرافیکی

بالابودن سرعت فرکانس در پردازنده گرافیکی (GPU) باعث می شود که در کارت گرافیک خود سرعت پردازشی بیشتری داشته باشید .  یکسان بودن مدل کارت گرافیک به معنی این نیست که فرکانس آن ها هم یکسان است . گاهی یک کارت گرافیک با فرکانس های متفاوت تولید می شود . همچنین ممکن است که یک کارت گرافیک با Vram پایین تر و فرکانس بالاتر سریعتر از یک کارت گرافیک با حافظه بالاتر عمل کند .

فرق GTX و GT در گرافیک های NVidia

مدل های از گرافیک NVidia که پیشوند GTX دارند نسبت به سری هایی که پیشوند GT دارند قوی تر هستند .

در مدل های قدیمی گرافیک های شرکت NVIDIA ، کلی پیشوند های عجیب وجود داشت که درک سری و مدل و بهترین های آنها کار بسیار مشکلی بود . اما پس از معرفی مدل های سه رقمی که سری اول آنها با ۱۰۰ شروع می شد ، این کمپانی روش نامگذاری خود را تغییر داد و در کل چهار پیشوند برای کارت گرافیک های خود قرار داد  G  ، GT  ، GTS  و GTX در این دسته سری هایی نیز هستند که پیشوند ندارند .

پارامترهای تعیین‌ کننده‌ ی سرعت پردازش یک کارت گرافیک:

1- تعداد شیدر و یا هسته ی CUDA 

محاسبات مربوط به نورپردازی، سایه، حرکات آب و اجسام، ذرات غبار و … توسط واحدی به نام شیدر یا سایه زن صورت می‌گیرد. اثر مستقیم تعداد شیدر بر سرعت پردازش بدیهی است.

2- سرعت هسته و سرعت شیدر و یا هسته های CUDA 

فرکانس کاری این دو نیز اثر مستقیم روی کارایی دارد.

3- خنک‌ کننده ی خوب: 

دو نوع سیستم خنک کننده ی Passvie و Active وجود دارد. در حالت پسیو یا منفعل، فن وجود ندارد. در حالت اکتیو، فن و لوله‌های حرارت گیر وجود دارد. خنک‌ کننده ی خوب و صدای کم، برای کارکرد درازمدت و خصوصا اورکلاک بسیار مهم است.

در تصویر زیر، 6 مدل مختلف کارت گرافیکی HD 7950 نشان داده شده است. به سیستم خنک‌ کننده خوب و نسبتا بزرگ ASUS و HIS توجه کنید:

پارامترهای کم اهمیت‌ تر در سرعت پردازش کارت گرافیک:

1- واحدهای بافت و ROPها: 

واحد بافت، اعمال مربوط به بافت (Texture) را انجام می‌دهد. فیلتر کردن بافت یکی از این اعمال است. ROP یا Raster Operator نیز وظیفه‌ ی تبدیل نهایی خروجی برای نمایش روی نمایشگر را بر عهده دارد. این دو عامل معمولاً در بازی‌ هایی که بافت دقیق‌ تر و بهتری دارند، موثر هستند. اما نه به طور مستقیم. ضمن اینکه اثرشان به مراتب از شیدر و سرعت هسته کمتر است.

2- سرعت و نوع حافظه یا RAM کارت گرافیک: 

پهنای باند حافظه‌ی GDDR5 دو برابر بیشتر از GDDR3 است. سرعت نیز به طور مستقیم با پهنای باند متناسب است. اما اگر پهنای باند 2 برابر شود، سرعت اجرای بازی کمی بیشتر میشود. بنابراین این عامل تا حدی تاثیرگذار است ولی تعیین کننده نیست.

3- مقدار حافظه‌ی RAM 

مقدار حافظه معمولاً اثر کمی دارد. البته بیشتر کاربران بدون توجه به نتایج تست‌ها حاضر هستند که پول بیشتری بابت خرید مدلی که حافظه‌ی بیشتری دارد بپردازند. این تصور کاملا اشتباه است. در بیشتر تست‌ها، عملکرد 2 گیگابایت رم نسبت به 1 گیگابایت رم، کمتر از 3 درصد فرق می‌کند. لذا خرید مدل‌های دارای حافظه‌ی بیشتر توصیه نمی‌شود.

توجه: نکته‌ ی مهم‌ دیگر این است که در کنار یک کارت گرافیک قدرتمند، باید پردازنده‌ ی اصلی (CPU) سیستم هم تا حدی قدرتمند باشد.

نمونه هایی از کارت گرافیک های موجود در بازار

جهت سفارش و خرید انواع کارت گرافیک کامپیوتر و لب تاب با کارشناسان ما تماس حاصل بفرمایید

021-88346282