Niezależnie od tego, czy jesteś graczem, twórcą treści, czy technikiem centrum danych, procesory graficzne są ekscytujące. Oto wszystko, co musisz o nich wiedzieć.
Na liście najbardziej ekscytujących komponentów komputerów osobistych procesory graficzne można łatwo zaliczyć do kategorii S. Niezależnie od tego, czy jesteś entuzjastą technologii, czy zwykłym graczem, trudno nie dać się ponieść szumowi związanemu z zupełnie nową wersją (no może już nie). Większość rozumie GPU jako część komputera, która naprawdę dobrze uruchamia gry, ale to znacznie więcej. Oto wszystko, co musisz wiedzieć o procesorach graficznych i dlaczego są one jednymi z najbardziej unikalnych elementów komputera.
Czym jest GPU i jak działa
Najpierw wyjaśnijmy, czym dokładnie jest jednostka przetwarzania grafiki (GPU). Zasadniczo jest to procesor, który wykorzystuje wiele pojedynczych słabych rdzeni zwanych modułami cieniującymi do renderowania grafiki 3D. Procesory graficzne mogą występować w różnych formach: zintegrowane z procesorem (jak widać w głównych procesorach Intela i układach APU AMD), przylutowane do płyta główna w urządzeniach takich jak laptopy, a nawet jako część kompletnego urządzenia, które można podłączyć do komputera, znanego jako karta graficzna karta. Chociaż często używamy zamiennie słów GPU i karta graficzna, GPU to tylko procesor wewnątrz karty.
Kluczowa różnica między procesorami graficznymi a procesorami polega na tym, że procesory graficzne są zwykle wyspecjalizowane w zadaniach 3D (na przykład granie w gry wideo lub renderowanie) i doskonale radzą sobie z równoległym przetwarzaniem obciążeń. Dzięki przetwarzaniu równoległemu wszystkie rdzenie wykonują to samo zadanie jednocześnie, z czym procesory mają trudności. Procesory są zoptymalizowane pod kątem przetwarzania szeregowego lub sekwencyjnego, co zwykle oznacza, że tylko jeden lub kilka rdzeni może pracować nad jednym zadaniem w tym samym czasie. Jednak specjalizacja oznacza, że procesory graficzne nie nadają się do wielu rzeczy, do których można używać procesorów.
Procesor graficzny jest najbardziej znany jako kręgosłup karty graficznej, urządzenia, które praktycznie samo w sobie jest komputerem, ponieważ jest wyposażone w procesor, płytę główną, dedykowana pamięć zwana VRAMi chłodniej. Nie tylko to, ale karty graficzne można łatwo podłączyć do komputerów PC przez pojedyncze gniazdo PCIe, a nawet przez Port Thunderbolt wykorzystujący port USB typu C, który umożliwia podłączenie kart graficznych do laptopów zbyt. Naprawdę nie ma innego komponentu takiego jak karta graficzna pod względem potencjału wydajności i łatwości aktualizacji.
Jakie firmy produkują GPU?
Pochodzenie GPU jest związane z historią gier wideo, która była tradycyjnym przypadkiem użycia GPU. Trudno powiedzieć, kiedy stworzono pierwszy procesor graficzny, ale termin ten najwyraźniej został ukuty przez firmę Sony w odniesieniu do oryginalnej konsoli PlayStation w 1994 r., która korzystała z procesora Toshiba żeton. Pięć lat później Nvidia twierdziła, że jej GeForce 256 był pierwszym w historii procesorem graficznym, ponieważ mógł wykonywać zadania transformacji i oświetlenia, które wcześniej były wykonywane na procesorze. Prawdopodobnie Nvidia nie stworzyła pierwszego GPU i nie była nawet pierwszą kartą graficzną dla komputerów stacjonarnych.
Ponieważ najwcześniejsze procesory graficzne były proste, było mnóstwo firm tworzących własne procesory graficzne dla konsol, komputerów stacjonarnych i innych komputerów. Ale wraz z ewolucją procesorów graficznych, co utrudniało ich produkcję, firmy zaczęły wypadać z rynku. Nie widziałeś już ogólnych firm elektronicznych, takich jak Toshiba i Sony, tworzących własne procesory graficzne, a wiele firm, które nie robiły nic poza tworzeniem procesorów graficznych, takich jak 3dfx Interactive, również zbankrutowało. Na początku XXI wieku ziarno zostało odcięte od plew, a w grafice pozostało tylko dwóch głównych graczy: Nvidia i ATI, z których ta ostatnia została przejęta przez AMD w 2006 roku.
Przez ponad dwie dekady Nvidia i ATI/AMD były jedynymi firmami zdolnymi do tworzenia wysokowydajnej grafiki na konsole i komputery PC. Natomiast zintegrowana scena graficzna była bardziej zróżnicowana, ponieważ istnieją silne zachęty do tworzenia zintegrowanych procesorów graficznych (takich jak brak konieczności płacenia Nvidii lub AMD za korzystanie z ich procesorów graficznych), a także dlatego, że nie jest to takie trudne. Jednak Intel wszedł na scenę wysokowydajnych procesorów graficznych w 2022 r., przekształcając duopol w triopol.
Do czego służą procesory graficzne?
Gry były zawsze głównym zastosowaniem kart graficznych, ale w ostatnich latach staje się to coraz mniej prawdziwe, ponieważ zapotrzebowanie na szerszą moc obliczeniową stale rośnie. Jak się okazuje, rdzenie w procesorach graficznych są przydatne nie tylko do grafiki, dając początek centrum danych i układom zoptymalizowanym pod kątem sztucznej inteligencji, zwanym procesorami graficznymi ogólnego przeznaczenia (GPGPU). Popyt stał się tak wysoki, że procesory graficzne Nvidii do centrów danych przynoszą firmie więcej pieniędzy niż procesory do gier. AMD i Intel również starają się zarobić na zapotrzebowaniu na centra danych i procesory graficzne AI. W końcu inne firmy również mogą wziąć udział w wyścigu, gdy pojawi się nowy rynek.
W przypadku obciążeń związanych ze sztuczną inteligencją procesory graficzne stały się niezwykle ważne Generowanie obrazu AI lub w szkoleniu dużych modeli językowych (LLM). Dzieje się tak dzięki ich zdolności do przetwarzania równoległego, która jest idealna do operacji na dużych macierzach, które są niezwykle powszechne w sztucznej inteligencji.
Nvidia vs. AMD vs. Intel: który jest najlepszy do gier?
Odkąd karty graficzne do komputerów stacjonarnych stały się popularne w latach 90., nieustannie zadawane jest jedno pytanie: Która marka jest najlepsza? Ostatnio ludzie pytali tylko, czy Nvidia jest lepsza od AMD i odwrotnie, ale teraz sprawy są nieco bardziej skomplikowane, gdy do walki wkracza Intel. Chociaż żadna marka nie jest całkowicie lepsza od drugiej, każda ma swoje mocne i słabe strony.
Nvidia zawsze pozycjonowała się jako opcja dla tych, którzy chcą najlepsza karta graficzna do gier z największą wydajnością i najbardziej atrakcyjnymi funkcjami. Chociaż karty graficzne Nvidii są zwykle dobre, często są też drogie, przynajmniej w porównaniu z kartami AMD, a teraz Intela. Dodatkowo, podczas gdy ekskluzywne funkcje Nvidii są fajne na papierze, rzeczywiste wrażenia mogą nie sprostać szumowi. Na przykład, DLSS to naprawdę fajna funkcja dla kart Nvidii, ale nie występuje w wielu grach i ma sporo wad.
Naprawdę nie ma innego komponentu takiego jak karta graficzna pod względem potencjału wydajności i łatwości aktualizacji.
Z kolei AMD nie zawsze konkurowało z Nvidią. AMD historycznie oferowało procesory graficzne o lepszej wartości, co często pozwala najlepszym kartom Nvidii pozostać niekwestionowanymi. Z drugiej strony Nvidia często pozwala AMD mieć wolną rękę budżetowy rynek GPU, a to jest szczególnie prawdziwe dzisiaj. Dodatkowo AMD zwykle pozostaje w tyle za Nvidią, jeśli chodzi o funkcje, ale ma przyzwoite osiągnięcia w doganianiu, a czasem nawet wyprzedzaniu konkurencji.
W chwili pisania tego tekstu Intel jest na rynku procesorów graficznych do gier dopiero od około roku, więc tak naprawdę jeszcze się nie ugruntował, ale jak dotąd Intel konkurował pod względem wartości, jaką zwykle robi AMD. Największą walką Intela były jego sterowniki lub oprogramowanie, które odgrywa kluczową rolę w wydajności GPU w grach. Od czasu premiery pierwszej generacji procesorów graficznych Arc Alchemist w 2022 roku, Intel ciężko pracował nad optymalizacją swoich sterowników, a dziś Intel Arc A750 jest popularnym wyborem dla komputerów z niższej i średniej półki.
Jest całkiem jasne, gdzie każda firma przoduje. Nvidia to najlepszy wybór dla tych, którzy mają duży budżet i chcą zarówno doskonałej wydajności, jak i najnowocześniejszych funkcji. AMD to marka dla większej liczby osób i chociaż topowe karty AMD zazwyczaj nie dorównują Nvidii pod względem wydajności i funkcji, prawdą jest również, że Nvidia nie wyprodukowała karty poniżej 300 USD od 2019 roku. W tej chwili Intel oferuje dobry procesor graficzny średniej klasy, ale to wszystko, chociaż nadchodzące karty mogą coś zmienić.
Ogólnie rzecz biorąc, rynek procesorów graficznych ma się zmienić w ciągu najbliższych kilku lat, a Nvidia przeniesie się jeszcze bardziej do segmentu high-end, a Intel wkroczy do walki. Będziemy musieli zobaczyć, jak to się dalej potoczy.