GPU คืออะไร? ภายในส่วนประกอบที่ขับเคลื่อนการเล่นเกมและอีกมากมาย

ในรายการระดับของส่วนประกอบพีซีที่น่าตื่นเต้นที่สุด GPU เป็นระดับ S ได้อย่างง่ายดาย ไม่ว่าคุณจะเป็นผู้คลั่งไคล้เทคโนโลยีหรือเป็นเพียงเกมเมอร์ทั่วๆ ไป ก็ยากที่จะไม่ถูกครอบงำด้วยการเปิดตัวใหม่ล่าสุด (อาจจะไม่อีกแล้ว). ส่วนใหญ่เข้าใจว่า GPU เป็นส่วนหนึ่งของคอมพิวเตอร์ที่รันเกมได้ดีจริงๆ แต่มีอะไรมากกว่านั้นอีกมาก นี่คือทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับ GPU และเหตุใด GPU จึงเป็นหนึ่งในส่วนประกอบที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวมากที่สุดในคอมพิวเตอร์

GPU คืออะไรและทำงานอย่างไร

ก่อนอื่นมาทำความเข้าใจกันก่อนว่าหน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) คืออะไร โดยพื้นฐานแล้ว มันคือโปรเซสเซอร์ที่ใช้คอร์ที่อ่อนแอจำนวนมากซึ่งเรียกว่า shaders เพื่อเรนเดอร์กราฟิก 3 มิติ GPU สามารถมาในทุกรูปแบบ: รวมเข้ากับ CPU (ดังที่เห็นใน CPU กระแสหลักของ Intel และ APU ของ AMD) บัดกรีเข้ากับ เมนบอร์ดในอุปกรณ์ต่างๆ เช่น แล็ปท็อป หรือแม้กระทั่งเป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์ทั้งหมดที่คุณสามารถเสียบเข้ากับพีซีของคุณที่เรียกว่ากราฟิก การ์ด. แม้ว่าเรามักจะใช้คำว่า GPU และกราฟิกการ์ดแทนกันได้ แต่ GPU เป็นเพียงตัวประมวลผลภายในการ์ด

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง GPU และ CPU คือ GPU มักจะเชี่ยวชาญสำหรับงาน 3 มิติ (เช่น การเล่นวิดีโอเกมหรือการเรนเดอร์ เป็นต้น) และเก่งในการประมวลผลเวิร์กโหลดควบคู่กันไป ด้วยการประมวลผลแบบขนาน คอร์ทั้งหมดจะจัดการงานเดียวกันทั้งหมดในคราวเดียว ซึ่งเป็นสิ่งที่ CPU ต้องเผชิญ ซีพียูได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการประมวลผลแบบอนุกรมหรือแบบต่อเนื่อง ซึ่งมักจะหมายถึงเพียงหนึ่งคอร์หรือไม่กี่คอร์เท่านั้นที่สามารถทำงานเดียวได้ในเวลาเดียวกัน อย่างไรก็ตาม ความเชี่ยวชาญเฉพาะด้านหมายความว่า GPU ไม่เหมาะกับหลายสิ่งที่ CPU สามารถนำไปใช้ได้

GPU มีชื่อเสียงมากที่สุดจากการเป็นกระดูกสันหลังของกราฟิกการ์ด ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่เกือบจะเป็นคอมพิวเตอร์ในตัวเอง เนื่องจากมาพร้อมกับโปรเซสเซอร์ เมนบอร์ด หน่วยความจำเฉพาะที่เรียกว่า VRAMและเย็นกว่า ไม่เพียงเท่านั้น กราฟิกการ์ดยังสามารถเสียบเข้ากับพีซีได้อย่างง่ายดายผ่านสล็อต PCIe เดียวหรือแม้แต่ผ่าน พอร์ต Thunderbolt ที่ใช้พอร์ต USB Type C ซึ่งอนุญาตให้กราฟิกการ์ดเชื่อมต่อกับแล็ปท็อป ด้วย. ไม่มีองค์ประกอบอื่นใดที่เหมือนกับกราฟิกการ์ดในแง่ของประสิทธิภาพการทำงานและความง่ายในการอัพเกรด

บริษัทใดบ้างที่ผลิต GPU?

ต้นกำเนิดของ GPU เชื่อมโยงกับประวัติศาสตร์ของวิดีโอเกม ซึ่งเป็นกรณีการใช้งานแบบดั้งเดิมสำหรับ GPU มันยากที่จะบอกว่าเมื่อ GPU ตัวแรกถูกสร้างขึ้น แต่เห็นได้ชัดว่าคำนี้ได้รับการประกาศเกียรติคุณเป็นครั้งแรกโดย Sony สำหรับคอนโซล PlayStation ดั้งเดิมในปี 1994 ซึ่งใช้ Toshiba ชิป. ห้าปีต่อมา Nvidia อ้างว่า GeForce 256 เป็น GPU ตัวแรกโดยอ้างว่าสามารถดำเนินการแปลงร่างและจัดแสงที่เคยทำบน CPU ได้ อาจเป็นไปได้ว่า Nvidia ไม่ได้สร้าง GPU ตัวแรก และไม่ใช่แม้แต่กราฟิกการ์ดตัวแรกสำหรับเดสก์ท็อป

เนื่องจากโปรเซสเซอร์กราฟิกรุ่นแรกสุดนั้นเรียบง่าย จึงมีบริษัทมากมายที่ผลิต GPU ของตัวเองสำหรับคอนโซล เดสก์ท็อป และคอมพิวเตอร์อื่นๆ แต่เมื่อ GPU พัฒนาขึ้นซึ่งทำให้ผลิตได้ยากขึ้น บริษัทต่างๆ ก็เริ่มออกจากตลาด คุณไม่เห็นบริษัทอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปอย่าง Toshiba และ Sony สร้าง GPU ของตัวเองอีกต่อไป และหลายบริษัทที่ไม่ได้ทำอะไรเลยนอกจากสร้าง GPU เช่น 3dfx Interactive ก็ล้มละลายเช่นกัน ในช่วงต้นทศวรรษ 2000 ข้าวสาลีถูกตัดออกจากแกลบ และเหลือผู้เล่นหลักเพียงสองรายในด้านกราฟิก: Nvidia และ ATI ซึ่ง AMD ซื้อกิจการหลังนี้ในปี 2549

เป็นเวลากว่าสองทศวรรษที่ Nvidia และ ATI/AMD เป็นบริษัทเดียวที่สามารถสร้างกราฟิกประสิทธิภาพสูงสำหรับคอนโซลและพีซีได้ ฉากกราฟิกแบบบูรณาการ ตรงกันข้าม มีความหลากหลายมากขึ้นเนื่องจากมีแรงจูงใจอย่างมากในการสร้าง GPU ในตัว (เช่น ไม่ต้องจ่าย Nvidia หรือ AMD เพื่อใช้ GPU) และเพราะมันไม่ยาก อย่างไรก็ตาม Intel ได้เข้าสู่วงการ GPU ประสิทธิภาพสูงในปี 2022 โดยเปลี่ยน duopoly เป็น triopoly

GPU ใช้สำหรับอะไร

การเล่นเกมเป็นการใช้งานหลักสำหรับกราฟิกการ์ดเสมอ แต่นั่นเริ่มเป็นจริงน้อยลงเรื่อย ๆ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องจากความต้องการพลังการประมวลผลที่กว้างขึ้นยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ผลปรากฎว่าแกนใน GPU มีประโยชน์มากกว่าแค่กราฟิก ทำให้ศูนย์ข้อมูลและชิปที่ปรับให้เหมาะกับปัญญาประดิษฐ์ที่เรียกว่า GPU เอนกประสงค์ (GPGPU) ความต้องการเพิ่มขึ้นอย่างมากจน GPU ศูนย์ข้อมูลของ Nvidia ทำเงินให้บริษัทได้มากกว่าเกม เอเอ็มดีและอินเทลยังพยายามหารายได้จากความต้องการดาต้าเซ็นเตอร์และ AI GPUs ในที่สุด บริษัทอื่น ๆ อาจเข้าร่วมการแข่งขันเช่นกัน เมื่อตลาดใหม่ปรากฏขึ้น

ในกรณีของปริมาณงาน AI GPU ได้กลายเป็นสิ่งสำคัญอย่างไม่น่าเชื่อในสิ่งที่คล้ายกัน การสร้างภาพ AI หรือในการฝึกอบรม Large Language Models (LLMs) ต้องขอบคุณความสามารถในการประมวลผลแบบคู่ขนานที่สมบูรณ์แบบสำหรับการดำเนินการเมทริกซ์ขนาดใหญ่ซึ่งพบได้บ่อยมากใน AI

Nvidia เทียบกับ เอเอ็มดีเทียบกับ Intel: ตัวไหนดีที่สุดสำหรับการเล่นเกม?

นับตั้งแต่กราฟิกการ์ดเดสก์ท็อปสำหรับการเล่นเกมเริ่มได้รับความนิยมในช่วงทศวรรษที่ 90 คำถามหนึ่งก็ถูกถามอย่างต่อเนื่องตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา: แบรนด์ใดดีที่สุด เมื่อเร็ว ๆ นี้ ผู้คนถามเพียงว่า Nvidia ดีกว่า AMD หรือไม่และในทางกลับกัน แต่ตอนนี้สิ่งต่าง ๆ ซับซ้อนขึ้นเล็กน้อยเมื่อ Intel เข้าสู่การต่อสู้ แม้ว่าจะไม่มีแบรนด์ใดดีกว่าแบรนด์อื่นโดยสิ้นเชิง แต่แต่ละแบรนด์ก็มีจุดแข็งและจุดอ่อนของตัวเอง

Nvidia วางตำแหน่งตัวเองเป็นตัวเลือกสำหรับผู้ที่ต้องการ GPU สำหรับเล่นเกมที่ดีที่สุด ด้วยประสิทธิภาพสูงสุดและคุณสมบัติที่น่าดึงดูดใจที่สุด แม้ว่ากราฟิกการ์ดของ Nvidia มักจะดี แต่ก็มักมีราคาแพงเช่นกัน อย่างน้อยก็เมื่อเทียบกับการ์ดจาก AMD และ Intel ในตอนนี้ นอกจากนี้ แม้ว่าฟีเจอร์พิเศษของ Nvidia จะเจ๋งบนกระดาษ แต่ประสบการณ์จริงอาจไม่เป็นไปตามโฆษณา ตัวอย่างเช่น, สพป เป็นคุณสมบัติที่ดีมากสำหรับการ์ด Nvidia แต่ไม่มีในหลาย ๆ เกมและมีข้อเสียอยู่บ้าง

ไม่มีองค์ประกอบอื่นใดที่เหมือนกับกราฟิกการ์ดในแง่ของประสิทธิภาพการทำงานและความง่ายในการอัพเกรด

ในทางตรงกันข้าม AMD ไม่ได้แข่งขันกับ Nvidia เสมอไป ในอดีต AMD ได้นำเสนอ GPU ที่คุ้มค่ากว่า ซึ่งมักจะทำให้การ์ดระดับบนสุดของ Nvidia ไม่ถูกท้าทาย ในทางกลับกัน Nvidia มักจะปล่อยให้ AMD มีอำนาจเหนือ ตลาด GPU ราคาประหยัดและโดยเฉพาะอย่างยิ่งในปัจจุบัน นอกจากนี้ AMD มักจะตามหลัง Nvidia ในด้านฟีเจอร์ต่าง ๆ แต่ก็มีประวัติที่ดีในการติดตามและบางครั้งก็เกินคู่แข่ง

Intel อยู่ในตลาด GPU สำหรับเล่นเกมมาประมาณหนึ่งปีแล้วในขณะที่เขียน ดังนั้นมันจึงยังไม่เป็นที่ยอมรับอย่างแท้จริง แต่จนถึงตอนนี้ Intel ได้แข่งขันกับคุณค่าที่ AMD มักจะทำ การต่อสู้ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดสำหรับ Intel คือไดรเวอร์หรือซอฟต์แวร์ที่มีบทบาทสำคัญในประสิทธิภาพของ GPU ในเกม นับตั้งแต่ Arc Alchemist GPUs รุ่นแรกเปิดตัวในปี 2022 Intel ได้ทำงานอย่างหนักเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพไดรเวอร์ และในวันนี้ อาร์ค A750 ของอินเทล เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับพีซีระดับล่างและระดับกลาง

ค่อนข้างชัดเจนว่าแต่ละบริษัทมีจุดเด่นที่ใด Nvidia เป็นตัวเลือกอันดับต้น ๆ สำหรับผู้ที่มีงบประมาณสูงและต้องการทั้งประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมและคุณสมบัติที่ล้ำสมัย AMD เป็นแบรนด์สำหรับผู้คนจำนวนมากขึ้น และแม้ว่าการ์ดระดับบนสุดของ AMD มักจะไม่ค่อยตรงกับประสิทธิภาพและฟีเจอร์ของ Nvidia แต่ก็เป็นความจริงที่ว่า Nvidia ไม่ได้ผลิตการ์ดที่มีราคาต่ำกว่า $300 มาตั้งแต่ปี 2019 ในขณะนี้ Intel นำเสนอ GPU ระดับกลางที่ดี แต่นั่นก็เกี่ยวกับมัน แม้ว่าการ์ดที่กำลังจะมาถึงอาจเปลี่ยนแปลงสิ่งต่างๆ

โดยทั่วไปแล้ว ตลาด GPU จะมีการเปลี่ยนแปลงในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า โดย Nvidia ขยับไปสู่กลุ่มระดับไฮเอนด์มากขึ้น และ Intel ก็เข้าสู่การต่อสู้ เราจะต้องดูว่าสิ่งนี้จะเป็นรูปเป็นร่างต่อไปได้อย่างไร