يوجد في أجهزة الكمبيوتر معالجان متميزان ، وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات. وحدة المعالجة المركزية ، أو وحدة المعالجة المركزية ، هي النواة الأساسية للكمبيوتر ، فهي تعالج الغالبية العظمى من البيانات اللازمة لتشغيل الكمبيوتر. وحدة معالجة الرسومات أو وحدة معالجة الرسومات هي معالج ثانوي يُستخدم بشكل أساسي لمعالجة الرسومات.
تصميم وحدة المعالجة المركزية
تم تصميم وحدة المعالجة المركزية بعدد قليل نسبيًا من نوى المعالجة ، مع التركيز على المعالجة التسلسلية ذات زمن الوصول المنخفض. هذا يعني أن وحدات المعالجة المركزية (CPU) مصممة لأداء سلسلة من المهام بأسرع ما يمكن. سمح ظهور وحدات المعالجة المركزية متعددة النواة لهم بإجراء عمليات متعددة في وقت واحد ، حيث يسمح عبء العمل بذلك.
في حالة وحدة المعالجة المركزية متعددة النواة ، يمكن للتطبيقات الاستفادة من وجود خطوات متعددة لتنفيذ منطقها في وقت واحد. يمكن أن يوفر ذلك سرعة معالجة مضاعفة أو أكثر ، اعتمادًا على عدد النوى وما إذا كان منطق البرنامج يمكنه الاستفادة منها جميعًا
في كثير من الحالات ، يجب إكمال منطق عملية واحدة بالترتيب ولا يمكن موازنته عبر أنوية وحدة المعالجة المركزية المتعددة. في هذه الحالة ، لا يزال من الممكن رؤية زيادة السرعة عبر وحدة معالجة مركزية أساسية واحدة حيث يمكن أن يكون للبرنامج نواة معالجة مخصصة ، بدلاً من الاضطرار إلى مشاركة المورد مع بقية النظام.
تصميم GPU
تم تصميم وحدة معالجة الرسومات (GPU) بعدد نوى أكبر بكثير وتعمل عادةً بسرعات منخفضة ، وذلك لأسباب تتعلق بإدارة الحرارة بشكل أساسي. يرجع عدد نواة المعالجة الكبير إلى أن وحدات معالجة الرسومات مُحسَّنة للمعالجة المتوازية وإنتاجية عالية جدًا.
تُستخدم وحدات معالجة الرسومات عادةً لعرض الرسومات ، خاصة في ألعاب الفيديو. في هذا السيناريو ، تحتاج وحدة معالجة الرسومات إلى عرض مشهد كامل عدة مرات في الثانية حتى تعمل التجربة. تعد قوة المعالجة المطلوبة لمعالجة عناصر الرسوم الفردية منخفضة نسبيًا ، ولكن يلزم تشغيل آلاف العمليات لكل إطار ، ثم يلزم تشغيل عشرات الإطارات في الثانية.
وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات في أجهزة الكمبيوتر
تحتوي جميع أجهزة الكمبيوتر على شكل من أشكال وحدة معالجة الرسومات (GPU) ، حيث يلزم عرض أي شيء على الشاشة. في الميزانية وبعض أنظمة الطبقة المتوسطة ، يتم تنفيذ هذه المهمة عمومًا بواسطة شريحة رسومات متكاملة منخفضة الطاقة نسبيًا. تم دمج هذه الشريحة في وحدة المعالجة المركزية ولكنها تستخدم نوى المعالجة الخاصة بها لأداء أحمال عمل الرسومات.
في أجهزة الكمبيوتر عالية الطاقة ، لا سيما تلك المصممة لأحمال عمل الرسومات ، يتم فصل معالج GPU على بطاقة رسومات منفصلة. في هذا التكوين ، توجد مساحة أكبر لمزيد من النوى والمكونات الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، يسمح فصل مصدري الحرارة الأساسيين بتبريدهما بشكل أفضل ، وزيادة السرعات.
يمكن استخدام وحدات معالجة الرسومات المنفصلة لأداء مهام أخرى غير معالجة الرسومات أيضًا ، نظرًا لأن أحمال عمل معينة مناسبة أيضًا للإنتاجية العالية والتوازي لوحدة معالجة الرسومات. يتم تنفيذ التعلم الآلي وبعض أعباء العمل العلمية بشكل شائع على وحدات معالجة الرسومات على سبيل المثال.