בין אם אתה גיימר, יוצר תוכן או טכנאי מרכזי נתונים, GPUs הם מרגשים. הנה כל מה שאתה צריך לדעת עליהם.
ברשימה שכבתית של רכיבי המחשב המלהיבים ביותר, גרפי GPU הם בקלות S-tier. בין אם אתה חובב טכנולוגיה או סתם גיימר ממוצע, קשה שלא להיסחף להייפ של מהדורה חדשה לגמרי (טוב, אולי כבר לא). רובם מבינים את ה-GPU כחלק של מחשב שמריץ משחקים ממש טוב, אבל יש בזה הרבה יותר מזה. הנה כל מה שאתה צריך לדעת על GPUs ולמה הם אחד הרכיבים הייחודיים ביותר במחשב.
מה זה GPU ואיך הוא עובד
ראשית, בואו נבהיר מהי בדיוק יחידת עיבוד גרפית (GPU). בעיקרון, מדובר במעבד שמשתמש בהרבה ליבות חלשות בנפרד הנקראות shaders כדי להציג גרפיקה תלת מימדית. GPUs יכולים לבוא בכל מיני צורות: משולבים ב-CPU (כפי שניתן לראות במעבדים המרכזיים של אינטל ו-APUs של AMD), מולחמים על גבי לוח אם במכשירים כמו מחשבים ניידים, או אפילו כחלק ממכשיר שלם אתה יכול לחבר למחשב שלך המכונה גרפיקה כַּרְטִיס. למרות שלעתים קרובות אנו משתמשים במילים GPU וכרטיס גרפי להחלפה, ה-GPU הוא רק המעבד שבתוך הכרטיס.
ההבחנה העיקרית בין GPUs ו-CPUs היא ש-GPUs מתמחים בדרך כלל למשימות תלת מימד (משחקי וידאו או רינדור, למשל) ומצטיינים בעיבוד עומסי עבודה במקביל. עם עיבוד מקביל, כל הליבות מתמודדות עם אותה משימה בבת אחת, משהו שמעבדים נאבקים בו. מעבדים מותאמים לעיבוד טורי או רציף, מה שבדרך כלל אומר שרק ליבה אחת או אולי כמה יכולות לעבוד על משימה בודדת בו-זמנית. עם זאת, התמחות פירושה שמעבדי GPU אינם מתאימים לדברים רבים שמעבדים יכולים לשמש עבורם.
ה-GPU מפורסם בעיקר בשל היותו עמוד השדרה של הכרטיס הגרפי, מכשיר שהוא למעשה מחשב בפני עצמו מכיוון שהוא מגיע עם מעבד, לוח אם, זיכרון ייעודי הנקרא VRAM, ומגניב יותר. לא רק זה, אלא שכרטיסי מסך יכולים להתחבר בקלות למחשבים באמצעות חריץ PCIe בודד או אפילו דרך a יציאת Thunderbolt שמשתמשת ביציאת USB Type C, המאפשרת לכרטיסים גרפיים להתחבר למחשבים ניידים גַם. אין באמת רכיב אחר כמו הכרטיס הגרפי מבחינת פוטנציאל הביצועים וקלות השדרוג.
אילו חברות מייצרות GPUs?
מקור ה-GPU קשור בהיסטוריה של משחקי וידאו, שהיתה מקרה השימוש המסורתי עבור GPUs. קשה לומר מתי ה-GPU הראשון נוצר, אבל כנראה שהמונח נטבע לראשונה על ידי סוני עבור קונסולת הפלייסטיישן המקורית שלה ב-1994, שהשתמשה ב-Toshiba שְׁבָב. חמש שנים מאוחר יותר, Nvidia טענה שה-GeForce 256 שלה היה ה-GPU הראשון אי פעם בטענה שהוא יכול לבצע את משימות ההמרה והתאורה שנעשו בעבר במעבד. ניתן לטעון, Nvidia לא יצרה את ה-GPU הראשון, וזה אפילו לא היה הכרטיס הגרפי הראשון למחשבים שולחניים.
מכיוון שהמעבדים הגרפיים המוקדמים ביותר היו פשוטים, היו טונות של חברות שייצרו מעבדים גרפיים משלהן עבור קונסולות, מחשבים שולחניים ומחשבים אחרים. אבל ככל שה-GPU התפתח, מה שהפך אותם לקשים יותר לייצור, חברות החלו לנשור מהשוק. כבר לא ראיתם חברות אלקטרוניקה גנריות כמו טושיבה וסוני מייצרות את ה-GPUs שלהן, וחברות רבות שלא עשו דבר מלבד לייצר GPUs, כמו 3dfx Interactive, גם הן נפלו. בתחילת שנות ה-2000, החיטה נחתכה מהמוץ, ונותרו רק שני שחקנים גדולים בתחום הגרפיקה: Nvidia ו-ATI, שהאחרונה נרכשה על ידי AMD ב-2006.
במשך יותר משני עשורים, Nvidia ו-ATI/AMD היו החברות היחידות המסוגלות לייצר גרפיקה בעלת ביצועים גבוהים עבור קונסולות ומחשבים אישיים. סצנת הגרפיקה המשולבת, לעומת זאת, היה מגוון יותר מכיוון שיש תמריצים חזקים ליצור GPUs משולבים (כמו לא לשלם ל-Nvidia או AMD כדי להשתמש ב-GPUs שלהם) וגם כי זה לא כל כך קשה. עם זאת, אינטל נכנסה לזירת ה-GPU עם הביצועים הגבוהים ב-2022, והפכה את הדואופול לטריופול.
למה משמשים GPUs?
המשחקים היו תמיד השימוש העיקרי בכרטיסים גרפיים, אבל זה מתחיל להיות פחות ופחות נכון בשנים האחרונות ככל שהביקוש לכוח מחשוב רחב יותר ממשיך לעלות. כפי שמתברר, הליבות ב-GPUs שימושיות ליותר מסתם גרפיקה, מה שמוביל לצ'יפים מותאמים למרכז נתונים ובינה מלאכותית הנקראים GPUs למטרות כלליות (GPGPUs). הביקוש גדל כל כך עד שמעבדי ה-GPU של מרכז הנתונים של Nvidia מרוויחים יותר כסף עבור החברה מאשר למשחקים. AMD ואינטל גם מבקשות להרוויח כסף מהביקוש למרכזי נתונים ומעבדי AI GPU. בסופו של דבר, גם חברות אחרות עשויות להיכנס למירוץ, עם התממשות שוק חדש.
במקרה של עומסי עבודה בינה מלאכותית, GPUs הפכו חשובים להפליא כמו יצירת תמונות בינה מלאכותית או בהכשרת מודלים של שפה גדולה (LLMs). זאת הודות לכך שהיכולת שלהם לעבד במקביל להיות מושלמת עבור פעולות מטריקס גדולות הנפוצות ביותר ב-AI.
Nvidia נגד AMD לעומת אינטל: מה הכי טוב למשחקים?
מאז שכרטיסי מסך שולחניים למשחקים הפכו פופולריים לראשונה בשנות ה-90, שאלה אחת נשאלה בעקביות מאז: איזה מותג הוא הטוב ביותר? לאחרונה אנשים שאלו רק אם Nvidia טובה יותר מ-AMD ולהיפך, אבל עכשיו העניינים קצת יותר מסובכים עם כניסת אינטל למערכה. אף על פי שאף מותג אינו טוב לחלוטין מהאחר, לכל אחד יש את החוזקות והחולשות שלו.
Nvidia תמיד מיקמה את עצמה כאופציה למי שרוצה את GPU הטוב ביותר למשחקים עם הכי הרבה ביצועים והתכונות הכי מפתות. בעוד שהכרטיסים הגרפיים של Nvidia בדרך כלל טובים, הם גם לרוב יקרים, לפחות ביחס לאלה של AMD ועכשיו אינטל. בנוסף, בעוד שהתכונות הבלעדיות של Nvidia מגניבות על הנייר, ייתכן שהחוויה בפועל לא תעמוד בהייפ. לדוגמה, DLSS היא תכונה ממש נחמדה לכרטיסי Nvidia, אבל היא לא נמצאת בהרבה משחקים ויש לה לא מעט חסרונות.
אין באמת רכיב אחר כמו הכרטיס הגרפי מבחינת פוטנציאל הביצועים וקלות השדרוג.
AMD, לעומת זאת, לא תמיד התחרתה ב-Nvidia. AMD הציעה היסטורית GPUs עם תמורה טובה יותר, מה שלעתים קרובות מאפשר לכרטיסי הקצה העליון של Nvidia להישאר ללא עוררין. מצד שני, Nvidia לעתים קרובות מאפשרת ל-AMD לקבל דרור חופשי שוק GPU תקציב, וזה נכון במיוחד היום. בנוסף, AMD בדרך כלל מפגרת אחרי Nvidia בכל הנוגע לתכונות, אבל יש לה רקורד הגון של להדביק את הפער ולפעמים אפילו להתעלות על מתחרותיה.
אינטל נמצאת רק כשנה בשוק ה-GPU של המשחקים בזמן כתיבת שורות אלה, כך שהיא עדיין לא ממש התבססה, אבל עד כה, אינטל התחרתה על הערך ש-AMD עושה בדרך כלל. המאבק הגדול ביותר של אינטל היה הדרייברים שלה, או התוכנה שממלאת תפקיד מכריע בביצועי ה-GPU במשחקים. מאז שהושק הדור הראשון של מעבדי ה-Arc Alchemist ב-2022, אינטל שוקדת על אופטימיזציה של הדרייברים שלה, והיום Arc A750 של אינטל היא בחירה פופולרית עבור מחשבי קצה נמוך ובינוני.
די ברור איפה כל חברה מצטיינת. Nvidia היא הבחירה הטובה ביותר עבור אלה שיש להם תקציב גדול ורוצים גם ביצועים מעולים וגם תכונות חדשניות. AMD הוא המותג עבור יותר אנשים, ולמרות שהכרטיסים המובילים של AMD בדרך כלל לא ממש תואמים את הכרטיסים של Nvidia בביצועים ובתכונות, זה גם נכון ש-Nvidia לא ייצרה כרטיס מתחת ל-300$ מאז 2019. אינטל, כרגע, מציעה GPU טוב לטווח בינוני, אבל זה בערך זה, אם כי כרטיסים קרובים עשויים לשנות דברים.
באופן כללי, שוק ה-GPU צפוי לשינוי במהלך השנים הקרובות, כאשר Nvidia עוברת אפילו יותר לפלח ה-high-end ואינטל נכנסת למערכה. נצטרך לראות איך זה ימשיך להתפתח.