Είτε είστε παίκτης, είτε δημιουργός περιεχομένου ή τεχνικός κέντρων δεδομένων, οι GPU είναι συναρπαστικές. Εδώ είναι όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για αυτούς.
Σε μια λίστα επιπέδων με τα πιο συναρπαστικά στοιχεία υπολογιστή, οι GPU είναι εύκολα S-tier. Είτε είστε λάτρης της τεχνολογίας είτε απλά ο μέσος παίκτης, είναι δύσκολο να μην παρασυρθείτε στη διαφημιστική εκστρατεία μιας ολοκαίνουργιας κυκλοφορίας (καλά, ίσως όχι πια). Οι περισσότεροι κατανοούν τη GPU ως το μέρος ενός υπολογιστή που εκτελεί παιχνίδια πολύ καλά, αλλά υπάρχουν πολλά περισσότερα από αυτό. Εδώ είναι όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για τις GPU και γιατί είναι ένα από τα πιο μοναδικά στοιχεία σε έναν υπολογιστή.
Τι είναι η GPU και πώς λειτουργεί
Αρχικά, ας ξεκαθαρίσουμε τι ακριβώς είναι μια Μονάδα Επεξεργασίας Γραφικών (GPU). Βασικά, είναι ένας επεξεργαστής που χρησιμοποιεί πολλούς μεμονωμένους ασθενείς πυρήνες που ονομάζονται shaders για την απόδοση τρισδιάστατων γραφικών. Οι GPU μπορούν να έρθουν σε όλες τις μορφές: ενσωματωμένες σε μια CPU (όπως φαίνεται στις mainstream CPU της Intel και τις APU της AMD), συγκολλημένες σε μια μητρική πλακέτα σε συσκευές όπως φορητοί υπολογιστές ή ακόμα και ως μέρος μιας πλήρους συσκευής που μπορείτε να συνδέσετε στον υπολογιστή σας γνωστό ως γραφικό κάρτα. Αν και συχνά χρησιμοποιούμε τις λέξεις GPU και κάρτα γραφικών εναλλακτικά, η GPU είναι απλώς ο επεξεργαστής μέσα στην κάρτα.
Η βασική διαφορά μεταξύ των GPU και των CPU είναι ότι οι GPU είναι συνήθως εξειδικευμένες για εργασίες 3D (π.χ. παίζοντας βιντεοπαιχνίδια ή απόδοση) και υπερέχουν στην παράλληλη επεξεργασία φόρτου εργασίας. Με την παράλληλη επεξεργασία, όλοι οι πυρήνες αντιμετωπίζουν την ίδια εργασία ταυτόχρονα, κάτι για το οποίο αγωνίζονται οι CPU. Οι CPU είναι βελτιστοποιημένες για σειριακή ή διαδοχική επεξεργασία, πράγμα που συνήθως σημαίνει ότι μόνο ένας ή ίσως λίγοι πυρήνες μπορούν να λειτουργήσουν σε μία εργασία ταυτόχρονα. Ωστόσο, η εξειδίκευση σημαίνει ότι οι GPU δεν είναι κατάλληλες για πολλά πράγματα για τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι CPU.
Η GPU είναι πιο διάσημη επειδή είναι η ραχοκοκαλιά της κάρτας γραφικών, μιας συσκευής που είναι ουσιαστικά ένας υπολογιστής από μόνη της καθώς συνοδεύεται από επεξεργαστή, μητρική πλακέτα, αποκλειστική μνήμη που ονομάζεται VRAM, και πιο δροσερό. Όχι μόνο αυτό, αλλά οι κάρτες γραφικών μπορούν εύκολα να συνδεθούν σε υπολογιστές μέσω μιας μόνο υποδοχής PCIe ή ακόμα και μέσω μιας Θύρα Thunderbolt που χρησιμοποιεί τη θύρα USB Type C, η οποία επιτρέπει στις κάρτες γραφικών να συνδέονται με φορητούς υπολογιστές πολύ. Δεν υπάρχει πραγματικά κανένα άλλο στοιχείο όπως η κάρτα γραφικών όσον αφορά τις δυνατότητες απόδοσης και την ευκολία αναβάθμισης.
Ποιες εταιρείες κατασκευάζουν GPU;
Η προέλευση της GPU είναι συνδεδεμένη με την ιστορία των βιντεοπαιχνιδιών, η οποία ήταν η παραδοσιακή περίπτωση χρήσης των GPU. Είναι δύσκολο να πει κανείς πότε το δημιουργήθηκε η πρώτη GPU, αλλά ο όρος προφανώς επινοήθηκε για πρώτη φορά από τη Sony για την αρχική της κονσόλα PlayStation το 1994, η οποία χρησιμοποιούσε μια Toshiba πατατακι. Πέντε χρόνια αργότερα, η Nvidia ισχυρίστηκε ότι η GeForce 256 της ήταν η πρώτη GPU με το σκεπτικό ότι μπορούσε να εκτελέσει τις εργασίες μετασχηματισμού και φωτισμού που γίνονταν προηγουμένως στην CPU. Αναμφισβήτητα, η Nvidia δεν δημιούργησε την πρώτη GPU και δεν ήταν καν η πρώτη κάρτα γραφικών για επιτραπέζιους υπολογιστές.
Επειδή οι πρώτοι επεξεργαστές γραφικών ήταν απλοί, υπήρχαν πάρα πολλές εταιρείες που έφτιαχναν τις δικές τους GPU για κονσόλες, επιτραπέζιους υπολογιστές και άλλους υπολογιστές. Αλλά καθώς η GPU εξελίχτηκε, γεγονός που έκανε πιο δύσκολη την κατασκευή τους, οι εταιρείες άρχισαν να εγκαταλείπουν την αγορά. Δεν είδατε πλέον εταιρείες ηλεκτρονικών γενικών ειδών όπως η Toshiba και η Sony να φτιάχνουν τις δικές τους GPU, και πολλές εταιρείες που δεν έκαναν τίποτα άλλο από το να κατασκευάζουν GPU, όπως η 3dfx Interactive, κατέρρευσαν επίσης. Στις αρχές της δεκαετίας του 2000, το σιτάρι είχε κοπεί από την ήρα και είχαν απομείνει μόνο δύο σημαντικοί παίκτες στα γραφικά: η Nvidia και η ATI, η τελευταία από τις οποίες εξαγοράστηκε από την AMD το 2006.
Για περισσότερες από δύο δεκαετίες, η Nvidia και η ATI/AMD ήταν οι μόνες εταιρείες που μπορούσαν να παράγουν γραφικά υψηλής απόδοσης για κονσόλες και υπολογιστές. Η ενσωματωμένη σκηνή γραφικών, αντίθετα, ήταν πιο διαφοροποιημένη επειδή υπάρχουν ισχυρά κίνητρα για τη δημιουργία ενσωματωμένων GPU (όπως να μην χρειάζεται να πληρώσετε την Nvidia ή την AMD για να χρησιμοποιήσετε τις GPU τους) και επίσης επειδή δεν είναι τόσο δύσκολο. Ωστόσο, η Intel εισήλθε στη σκηνή των GPU υψηλών επιδόσεων το 2022, μετατρέποντας το διπώλιο σε τριπώλιο.
Σε τι χρησιμεύουν οι GPU;
Το gaming ήταν πάντα η κύρια χρήση για τις κάρτες γραφικών, αλλά αυτό αρχίζει να γίνεται όλο και λιγότερο αληθινό τα τελευταία χρόνια, καθώς η ζήτηση για ευρύτερη υπολογιστική ισχύ συνεχίζει να αυξάνεται. Όπως αποδεικνύεται, οι πυρήνες στις GPU είναι χρήσιμοι για περισσότερα από γραφικά, δημιουργώντας τσιπ βελτιστοποιημένα για κέντρα δεδομένων και τεχνητή νοημοσύνη που ονομάζονται GPU γενικής χρήσης (GPGPU). Η ζήτηση έχει αυξηθεί τόσο πολύ που οι GPU των κέντρων δεδομένων της Nvidia κερδίζουν περισσότερα χρήματα για την εταιρεία από ό, τι αυτές για gaming. Η AMD και η Intel επιδιώκουν επίσης να εξαργυρώσουν τη ζήτηση για κέντρα δεδομένων και GPU AI. Τελικά, ενδέχεται να μπουν στον αγώνα και άλλες εταιρείες, καθώς θα υλοποιηθεί μια νέα αγορά.
Στην περίπτωση του φόρτου εργασίας της τεχνητής νοημοσύνης, οι GPU έχουν γίνει απίστευτα σημαντικές AI Image Generation ή στην εκπαίδευση Μεγάλων Γλωσσικών Μοντέλων (LLMs). Αυτό οφείλεται στην ικανότητά τους να επεξεργάζονται παράλληλα και να είναι τέλειες για μεγάλες λειτουργίες μήτρας που είναι εξαιρετικά κοινές στην τεχνητή νοημοσύνη.
Nvidia vs. AMD vs. Intel: ποιο είναι το καλύτερο για gaming;
Από τότε που οι κάρτες γραφικών για επιτραπέζιους υπολογιστές για παιχνίδια έγιναν δημοφιλείς τη δεκαετία του '90, μια ερώτηση τίθεται συνεχώς από τότε: Ποια μάρκα είναι η καλύτερη; Πρόσφατα, οι άνθρωποι ρώτησαν μόνο αν η Nvidia ήταν καλύτερη από την AMD και το αντίστροφο, αλλά τώρα τα πράγματα είναι λίγο πιο περίπλοκα με την Intel να μπαίνει στη μάχη. Αν και καμία επωνυμία δεν είναι εντελώς καλύτερη από την άλλη, η καθεμία έχει τα δικά της πλεονεκτήματα και αδυναμίες.
Η Nvidia τοποθετούσε πάντα τον εαυτό της ως την επιλογή για όσους το θέλουν καλύτερη GPU gaming με τις περισσότερες επιδόσεις και τα πιο δελεαστικά χαρακτηριστικά. Ενώ οι κάρτες γραφικών της Nvidia είναι συνήθως καλές, είναι επίσης συχνά ακριβές, τουλάχιστον σε σχέση με αυτές της AMD και τώρα της Intel. Επιπλέον, ενώ οι αποκλειστικές δυνατότητες της Nvidia είναι εντυπωσιακές στα χαρτιά, η πραγματική εμπειρία μπορεί να μην ανταποκρίνεται στη διαφημιστική εκστρατεία. Για παράδειγμα, DLSS είναι ένα πολύ ωραίο χαρακτηριστικό για τις κάρτες Nvidia, αλλά δεν είναι σε πολλά παιχνίδια και έχει αρκετά μειονεκτήματα.
Δεν υπάρχει πραγματικά κανένα άλλο στοιχείο όπως η κάρτα γραφικών όσον αφορά τις δυνατότητες απόδοσης και την ευκολία αναβάθμισης.
Η AMD, αντίθετα, δεν ανταγωνιζόταν πάντα τη Nvidia. Η AMD έχει ιστορικά προσφέρει GPU με καλύτερη αξία, κάτι που συχνά αφήνει τις κορυφαίες κάρτες της Nvidia να μην αμφισβητούνται. Από την άλλη πλευρά, η Nvidia συχνά αφήνει την AMD να έχει ελεύθερο έλεγχο αγορά προϋπολογισμού GPU, και αυτό ισχύει ιδιαίτερα σήμερα. Επιπλέον, η AMD συνήθως υστερεί σε σχέση με τη Nvidia όσον αφορά τις δυνατότητες, αλλά έχει ένα αξιοπρεπές ιστορικό να πλησιάζει και μερικές φορές ακόμη και να ξεπερνά τον ανταγωνισμό της.
Η Intel βρισκόταν στην αγορά των GPU gaming μόνο για περίπου ένα χρόνο τη στιγμή που γράφονται αυτές οι γραμμές, επομένως δεν έχει καθιερωθεί πραγματικά ακόμα, αλλά μέχρι στιγμής, η Intel έχει ανταγωνιστεί στην αξία που κάνει συνήθως η AMD. Ο μεγαλύτερος αγώνας για την Intel ήταν οι οδηγοί της ή το λογισμικό που παίζει καθοριστικό ρόλο στο πόσο καλά αποδίδει μια GPU στα παιχνίδια. Από τότε που οι GPU Arc Alchemist πρώτης γενιάς κυκλοφόρησαν το 2022, η Intel εργάζεται σκληρά για τη βελτιστοποίηση των προγραμμάτων οδήγησης της και σήμερα Το Arc A750 της Intel είναι μια δημοφιλής επιλογή για υπολογιστές χαμηλού και μεσαίου επιπέδου.
Είναι αρκετά σαφές πού διαπρέπει κάθε εταιρεία. Η Nvidia είναι η κορυφαία επιλογή για όσους έχουν μεγάλο προϋπολογισμό και θέλουν εξαιρετικές επιδόσεις και προηγμένα χαρακτηριστικά. Η AMD είναι η επωνυμία για περισσότερους ανθρώπους και παρόλο που οι κορυφαίες κάρτες της AMD συνήθως δεν ταιριάζουν απόλυτα με τις επιδόσεις και τις δυνατότητες της Nvidia, είναι επίσης αλήθεια ότι η Nvidia δεν έχει κατασκευάσει κάρτα κάτω των 300 $ από το 2019. Η Intel, αυτή τη στιγμή, προσφέρει μια καλή μεσαία GPU, αλλά μέχρι εκεί, αν και οι επερχόμενες κάρτες μπορεί να αλλάξουν τα πράγματα.
Σε γενικές γραμμές, η αγορά των GPU πρόκειται να αλλάξει τα επόμενα χρόνια, με τη Nvidia να κινείται ακόμη περισσότερο στο high-end τμήμα και την Intel να μπαίνει στη μάχη. Θα πρέπει να δούμε πώς θα συνεχίσει να διαμορφώνεται.