سواء كنت لاعبًا أو صانع محتوى أو فنيًا في مركز البيانات ، فإن وحدات معالجة الرسومات مثيرة. إليك كل ما تحتاج لمعرفته عنهم.
في قائمة مستويات مكونات الكمبيوتر الأكثر إثارة ، فإن وحدات معالجة الرسومات (GPU) هي بسهولة من الفئة S. سواء كنت من عشاق التكنولوجيا أو مجرد لاعب عادي ، من الصعب ألا تنغمس في ضجيج إصدار جديد تمامًا (حسنًا ، ربما ليس بعد الآن). يفهم معظمهم وحدة معالجة الرسومات (GPU) على أنها جزء من جهاز كمبيوتر يدير الألعاب بشكل جيد ، ولكن هناك ما هو أكثر من ذلك بكثير. إليك كل ما تحتاج لمعرفته حول وحدات معالجة الرسومات ولماذا تعد واحدة من أكثر المكونات الفريدة في الكمبيوتر.
ما هو GPU وكيف يعمل
أولاً ، دعنا نوضح بالضبط ما هي وحدة معالجة الرسومات (GPU). في الأساس ، هو معالج يستخدم الكثير من النوى الضعيفة بشكل فردي تسمى التظليل لتقديم رسومات ثلاثية الأبعاد. يمكن أن تأتي وحدات معالجة الرسومات بجميع أنواع الأشكال: مدمجة في وحدة المعالجة المركزية (كما هو موضح في وحدات المعالجة المركزية السائدة من Intel ووحدات APU الخاصة بـ AMD) ، ملحومة على اللوحة الأم في أجهزة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة ، أو حتى كجزء من جهاز كامل يمكنك توصيله بجهاز الكمبيوتر الخاص بك المعروف باسم الرسومات بطاقة. على الرغم من أننا غالبًا ما نستخدم الكلمتين GPU وبطاقة الرسومات بالتبادل ، إلا أن وحدة معالجة الرسومات هي مجرد معالج داخل البطاقة.
يتمثل الاختلاف الرئيسي بين وحدات معالجة الرسومات ووحدات المعالجة المركزية في أن وحدات معالجة الرسومات متخصصة عادةً في المهام ثلاثية الأبعاد (لعب ألعاب الفيديو أو العرض ، على سبيل المثال) وتتفوق في معالجة أعباء العمل بالتوازي. من خلال المعالجة المتوازية ، تقوم جميع النوى بمعالجة نفس المهمة دفعة واحدة ، وهو الأمر الذي تكافح فيه وحدات المعالجة المركزية. تم تحسين وحدات المعالجة المركزية (CPU) للمعالجة التسلسلية أو المتسلسلة ، مما يعني عادةً أن نواة واحدة فقط أو ربما عدد قليل من النوى يمكنها العمل في مهمة واحدة في نفس الوقت. ومع ذلك ، فإن التخصص يعني أن وحدات معالجة الرسومات ليست مناسبة للعديد من الأشياء التي يمكن استخدام وحدات المعالجة المركزية من أجلها.
تشتهر وحدة معالجة الرسومات (GPU) بكونها العمود الفقري لبطاقة الرسوميات ، وهو جهاز يمثل عمليا جهاز كمبيوتر في حد ذاته لأنه يأتي مع معالج ، ولوحة أم ، ذاكرة مخصصة تسمى VRAM، ومبرد. ليس ذلك فحسب ، بل يمكن توصيل بطاقات الرسومات بسهولة بأجهزة الكمبيوتر عبر فتحة PCIe واحدة أو حتى من خلال ملف منفذ Thunderbolt يستخدم منفذ USB من النوع C ، والذي يسمح لبطاقات الرسوميات بالاتصال بأجهزة الكمبيوتر المحمولة أيضاً. لا يوجد حقًا أي مكون آخر مثل بطاقة الرسومات من حيث إمكانات الأداء وسهولة الترقية.
ما الشركات التي تصنع وحدات معالجة الرسومات؟
يعود أصل وحدة معالجة الرسومات إلى تاريخ ألعاب الفيديو ، والتي كانت حالة الاستخدام التقليدية لوحدات معالجة الرسومات. من الصعب تحديد متى يكون ملف تم إنشاء أول GPU ، ولكن يبدو أن المصطلح صاغته شركة Sony لأول مرة لوحدة التحكم الأصلية في PlayStation في عام 1994 ، والتي استخدمت Toshiba رقاقة. بعد خمس سنوات ، زعمت Nvidia أن GeForce 256 كانت أول وحدة معالجة رسومات على الإطلاق على أساس أنها يمكن أن تؤدي مهام التحويل والإضاءة التي كانت تتم سابقًا على وحدة المعالجة المركزية. يمكن القول أن Nvidia لم تنشئ أول GPU ، ولم تكن حتى أول بطاقة رسومات لأجهزة الكمبيوتر المكتبية.
نظرًا لأن معالجات الرسومات الأولى كانت بسيطة ، فقد كان هناك الكثير من الشركات التي تصنع وحدات معالجة الرسومات الخاصة بها لوحدات التحكم وأجهزة الكمبيوتر المكتبية وأجهزة الكمبيوتر الأخرى. ولكن مع تطور وحدة معالجة الرسومات ، مما جعل صنعها أكثر صعوبة ، بدأت الشركات في الانسحاب من السوق. لم تعد ترى شركات إلكترونيات عامة مثل Toshiba و Sony تصنع وحدات معالجة الرسومات الخاصة بها ، والعديد من الشركات التي لم تفعل شيئًا سوى إنشاء وحدات معالجة الرسومات ، مثل 3dfx Interactive ، أفلست أيضًا. بحلول أوائل عام 2000 ، تم قطع القمح من القشر ، ولم يتبق سوى لاعبين رئيسيين في الرسومات: Nvidia و ATI ، وقد استحوذت AMD على الأخير في عام 2006.
لأكثر من عقدين ، كانت Nvidia و ATI / AMD الشركتين الوحيدتين القادرة على صنع رسومات عالية الأداء لوحدات التحكم وأجهزة الكمبيوتر. على النقيض من ذلك ، فإن مشهد الرسومات المتكاملة كان أكثر تنوعًا نظرًا لوجود حوافز قوية لإنشاء وحدات معالجة رسومات مدمجة (مثل عدم الاضطرار إلى دفع Nvidia أو AMD لاستخدام وحدات معالجة الرسومات الخاصة بهم) وأيضًا لأنه ليس بهذه الصعوبة. ومع ذلك ، دخلت Intel مشهد GPU عالي الأداء في عام 2022 ، مما حول الاحتكار الثنائي إلى احتكار ثلاثي.
ما هي وحدات معالجة الرسومات المستخدمة؟
لطالما كانت الألعاب هي الاستخدام الرئيسي لبطاقات الرسوميات ، لكن هذا بدأ يتضاءل في السنوات الأخيرة مع استمرار تزايد الطلب على قوة الحوسبة الأوسع. كما اتضح ، فإن النوى في وحدات معالجة الرسومات مفيدة لأكثر من مجرد الرسومات ، مما يؤدي إلى ظهور مركز البيانات والرقائق المحسّنة للذكاء الاصطناعي والتي تسمى وحدات معالجة الرسومات للأغراض العامة (GPGPUs). لقد ارتفع الطلب لدرجة أن وحدات معالجة الرسومات الخاصة بمركز بيانات Nvidia تجني أموالًا أكثر للشركة من تلك المخصصة للألعاب. تسعى AMD و Intel أيضًا إلى الاستفادة من الطلب على مركز البيانات ووحدات معالجة الرسومات AI. في النهاية ، قد تدخل شركات أخرى السباق أيضًا مع ظهور سوق جديد.
في حالة أعباء عمل الذكاء الاصطناعي ، أصبحت وحدات معالجة الرسومات مهمة بشكل لا يصدق في أمثال توليد الصور بالذكاء الاصطناعي أو في تدريب نماذج اللغات الكبيرة (LLMs). هذا بفضل قدرتها على المعالجة المتوازية كونها مثالية لعمليات المصفوفة الكبيرة الشائعة للغاية في الذكاء الاصطناعي.
نفيديا مقابل. AMD مقابل. Intel: أيهما أفضل للألعاب؟
منذ أن أصبحت بطاقات رسومات سطح المكتب للألعاب شائعة لأول مرة في التسعينيات ، تم طرح سؤال واحد باستمرار منذ ذلك الحين: ما هي العلامة التجارية الأفضل؟ في الآونة الأخيرة ، سأل الناس فقط عما إذا كانت Nvidia أفضل من AMD والعكس صحيح ، لكن الأمور الآن أكثر تعقيدًا مع دخول Intel المعركة. في حين أنه لا توجد علامة تجارية أفضل تمامًا من الأخرى ، إلا أن لكل منها نقاط قوتها وضعفها.
لطالما وضعت Nvidia نفسها كخيار لأولئك الذين يريدون أفضل وحدة معالجة رسومات للألعاب مع أكثر الميزات أداءً وأكثرها جاذبية. على الرغم من أن بطاقات رسومات Nvidia جيدة عادةً ، إلا أنها غالبًا ما تكون باهظة الثمن ، على الأقل بالنسبة لبطاقات AMD والآن Intel. بالإضافة إلى ذلك ، في حين أن ميزات Nvidia الحصرية رائعة على الورق ، فإن التجربة الفعلية قد لا ترقى إلى مستوى الضجيج. على سبيل المثال، DLSS هي ميزة رائعة حقًا لبطاقات Nvidia ، ولكنها ليست موجودة في العديد من الألعاب ولديها بعض العيوب.
لا يوجد حقًا أي مكون آخر مثل بطاقة الرسومات من حيث إمكانات الأداء وسهولة الترقية.
على النقيض من ذلك ، لم تتنافس AMD دائمًا مع Nvidia. قدمت AMD تاريخيًا وحدات معالجة الرسومات ذات القيمة الأفضل ، والتي غالبًا ما تتيح لبطاقات Nvidia المتميزة الذهاب دون منازع. من ناحية أخرى ، غالبًا ما تسمح Nvidia لـ AMD بالتحكم في ملفات سوق GPU الميزانية، وهذا صحيح بشكل خاص اليوم. بالإضافة إلى ذلك ، عادةً ما تتخلف AMD عن Nvidia عندما يتعلق الأمر بالميزات ، لكنها تتمتع بسجل حافل من اللحاق بالركب بل وتجاوزها في بعض الأحيان.
كانت Intel تعمل في سوق GPU للألعاب منذ حوالي عام تقريبًا في وقت كتابة هذا التقرير ، لذلك لم تثبت نفسها بالفعل بعد ، ولكن حتى الآن ، تنافست Intel على القيمة التي تقدمها AMD عادةً. كان أكبر صراع بالنسبة لشركة Intel هو برامج تشغيلها ، أو البرنامج الذي يلعب دورًا مهمًا في كيفية أداء وحدة معالجة الرسومات (GPU) في الألعاب. منذ إطلاق الجيل الأول من وحدات معالجة الرسومات Arc Alchemist في عام 2022 ، تعمل Intel بجد لتحسين برامج تشغيلها ، واليوم إنتل Arc A750 هو خيار شائع لأجهزة الكمبيوتر منخفضة ومتوسطة المدى.
من الواضح تمامًا أين تتفوق كل شركة. Nvidia هو الخيار الأفضل لمن لديهم ميزانية كبيرة ويريدون أداءً رائعًا وميزات متطورة. AMD هي العلامة التجارية لعدد أكبر من الأشخاص ، وعلى الرغم من أن بطاقات AMD المتطورة عادةً لا تتطابق تمامًا مع أداء وميزات Nvidia ، فمن الصحيح أيضًا أن Nvidia لم تصنع بطاقة أقل من 300 دولار منذ عام 2019. تقدم Intel ، في الوقت الحالي ، وحدة معالجة رسومات جيدة متوسطة المدى ، ولكن الأمر يتعلق بذلك ، على الرغم من أن البطاقات القادمة قد تغير الأشياء.
بشكل عام ، تم تعيين سوق GPU للتغيير خلال السنوات القليلة المقبلة ، مع انتقال Nvidia أكثر إلى القطاع المتطور ودخول Intel المعركة. سيتعين علينا أن نرى كيف يستمر هذا في تشكيله.