شما نمی توانید بازی ویدیویی مورد علاقه خود را بدون بازی انجام دهید، اما کارت گرافیک چگونه کار می کند؟
کامپیوتر شما دارای اجزای زیادی در داخل کیس خود است که هر کدام وظیفه متفاوتی را بر عهده دارند. اگر همین الان کیس کامپیوتر خود را باز کرده باشید، احتمالا یک مادربرد، یک CPU، مقداری رم و یک درایو ذخیره سازی پیدا خواهید کرد. سپس، در برخی از رایانه‌ها، یک کارت گرافیک نیز پیدا می‌کنید، سخت‌افزاری که مسئول ایجاد تصاویر روی صفحه نمایش شماست.
واحد پردازش گرافیکی (GPU) یک قطعه سخت افزاری حیاتی است. بدون آن، نمی‌توانید بازی کنید، فیلم تماشا کنید، یا حتی یک پاورپوینت را ورق بزنید. بنابراین، کارت گرافیک چیست و آیا واقعاً کار می کند؟
کارت گرافیک چیست؟
بنابراین، وقتی کسی می‌گوید “کارت گرافیک”، به GPU – واحد پردازش گرافیکی اشاره دارد. مانند مادربرد کامپیوتر شما، کارت گرافیک نیز یک برد مدار چاپی است. این دستگاه با مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها ارائه می‌شود که باید دنبال کنید، و وقتی صحبت از پردازنده‌های گرافیکی مستقل (معروف به گسسته) می‌شود، با فن‌ها، رم داخلی، کنترل‌کننده حافظه خود، بایوس و سایر ویژگی‌ها نیز همراه است.
در حالی که کارت های گرافیک می توانند در اشکال و اندازه های مختلف باشند، دو نوع اصلی وجود دارد:
- یکپارچه: یک GPU یکپارچه مستقیماً در همان محفظه CPU یا SoC ساخته شده است. اکثریت قریب به اتفاق CPU های اینتل با گرافیک یکپارچه عرضه می شوند، هرچند که با CPU های AMD کمی خوشایند است. گرافیک های یکپارچه برای برخی از بازی های معمولی، مرور وب، ایمیل، و به طور بالقوه تماشای فیلم ها مفید هستند. آنها همچنین نسبت به یک GPU محتاط انرژی کمتری دارند.
- گسسته: یک پردازنده گرافیکی مجزا از CPU است که به شکاف توسعه موجود در مادربرد اضافه شده است. یک GPU محتاط قدرت بیشتری نسبت به یک GPU یکپارچه ارائه می‌کند و می‌تواند برای بازی‌های سطح بالا، ویرایش ویدیو، رندر مدل سه‌بعدی و سایر کارهای محاسباتی فشرده استفاده شود. برخی از GPUهای مدرن برای اجرا به صدها وات نیاز دارند.
یک GPU مدرن و محتاط معمولاً از یک GPU یکپارچه بهتر عمل می کند، اما باید نسل های CPU و GPU را در نظر بگیرید. اگر سخت افزار تولید شده در همان دوران را مقایسه کنید، GPU محتاط برنده خواهد شد. این به سادگی دارای قدرت پردازش بیشتر و خنک کننده بیشتر برای پردازش کارهای پیچیده است.
کارت گرافیک چه اجزایی دارد؟
سخت‌افزار خاص بین مدل‌های کارت گرافیک متفاوت است، اما اکثر GPUهای مدرن و گسسته دارای اجزای زیر هستند:
- GPU: GPU یک جزء سخت افزاری واقعی، شبیه به CPU است
- حافظه: همچنین به عنوان VRAM شناخته می شود، این کارت گرافیک دارای حافظه اختصاصی برای کمک به عملیات است
- رابط: اکثر GPU ها از PCI Express استفاده می کنند که در پایین کارت قرار دارد
- خروجی ها: خروجی های ویدیویی مختلفی را خواهید یافت که اغلب شامل HDMI، DisplayPort، DVI، یا VGA هستند.
- فن/هیت سینک: همه پردازنده‌های گرافیکی دارای فن و یک هیت سینک برای کمک به دفع گرما در حین استفاده هستند.
- کانکتورهای برق: پردازنده‌های گرافیکی مدرن به یک کانکتور برق شش یا هشت پین نیاز دارند که گاهی اوقات حتی به دو یا سه پین نیاز دارند.
- BIOS: بایوس GPU اطلاعات تنظیمات اولیه و برنامه را نگه می‌دارد و اطلاعات مربوط به ولتاژ، حافظه و موارد دیگر را هنگام خاموش کردن دستگاه حفظ می‌کند.
کارت گرافیک چگونه کار می کند؟
کارت گرافیک وظیفه اصلی رندر کردن تصاویر روی نمایشگر را بر عهده دارد، اعم از عکس، فیلم، بازی، اسناد، محیط دسکتاپ معمولی، پوشه فایل و هر چیز دیگری. همه این موارد، از کارهایی که نیاز به قدرت محاسباتی فوق‌العاده دارند، مانند یک بازی ویدیویی، تا چیزی که ما آن را «ساده» می‌دانیم، مانند باز کردن یک سند متنی جدید، همگی نیازمند استفاده از کارت گرافیک هستند.
با کمی گسترش این موضوع، کارت گرافیک شما دستورالعمل های صادر شده توسط سایر برنامه های رایانه شما را به صورت تصویری بر روی صفحه نمایش شما ترسیم می کند. اما، یک کارت گرافیک مدرن قادر است تعداد خارق العاده ای از دستورالعمل ها را به طور همزمان پردازش کند، ده ها یا حتی صدها بار در هر ثانیه تصاویر را بکشد و دوباره ترسیم کند تا اطمینان حاصل شود که هر کاری که به آن نگاه می کنید، هر کاری را که می خواهید انجام دهید، صاف باقی می ماند.
بنابراین، CPU اطلاعات مربوط به آنچه را که باید روی صفحه نمایش داده شود به کارت گرافیک ارسال می کند. به نوبه خود، کارت گرافیک این دستورالعمل‌ها را دریافت می‌کند و آنها را از طریق واحد پردازشی خود اجرا می‌کند و به سرعت حافظه داخلی خود (معروف به VRAM) را به‌روزرسانی می‌کند که کدام پیکسل‌های روی صفحه نمایش نیاز به تغییر دارند و چگونه. سپس این اطلاعات از کارت گرافیک شما به مانیتور شما (البته از طریق کابل) منتقل می شود، جایی که تصاویر، خطوط، بافت ها، نور، سایه ها و هر چیز دیگری تغییر می کند.
اگر به خوبی انجام شود، و کارت گرافیک و سایر اجزای کامپیوتر برای انجام اقدامات خارج از توانایی خود تحت فشار قرار نگیرند، به نظر جادویی می رسد. توضیحات بالا بسیار بسیار اساسی است. چیزهای بیشتری در زیر سطح وجود دارد، اما این یک نمای کلی از نحوه عملکرد یک کارت گرافیک است.
چه کسی کارت گرافیک می سازد؟
در مورد کارت های گرافیک دو نام بزرگ وجود دارد: AMD و Nvidia. این دو نیروگاه پردازنده‌های گرافیکی دهه‌ها بر بازار تسلط داشته‌اند، و اگرچه غول پردازنده‌های اینتل با کارت‌های گرافیکی Arc Alchemist خود پا به عرصه می‌گذارد، نام‌هایی که به گوش می‌رسد AMD و Nvidia هستند. در حال حاضر، از نظر فنی، AMD و Nvidia کارت گرافیک “نمی‌سازند”. آنها آنها را طراحی می کنند، سپس آنها را برای تولید به یک کارخانه ریخته گری تراشه می فرستند، یا مجوز طرح های خود را به برندهای دیگری مانند MSI، ASUS، Zotac، Palit و غیره می دهند که همین کار را انجام می دهند.
اما، ما نمی‌خواهیم حرف بزنیم، بنابراین اجازه دهید در مورد AMD و Nvidia صحبت کنیم. اگر امروز یک وب سایت باز کنید و سعی کنید یک کارت گرافیک جدید بخرید، در نهایت با یکی از این دو طراحی مواجه خواهید شد. این سوال پیش می‌آید که آیا واقعاً مهم است که کدام GPU را بخرید؟
نحوه انتخاب کارت گرافیک
در زمان نگارش این مقاله، جهان همچنان از کمبود تراشه های جهانی که به افزایش قیمت GPU (و سایر سخت افزارهای رایانه شخصی) کمک کرده است، بیرون می آید. اما از آنجایی که قیمت ها به آرامی شروع به کاهش به سطوح قابل احترام می کنند (نفس خود را حبس نکنید!)، ممکن است تعجب کنید که چگونه کارت گرافیک را برای دستگاه خود انتخاب می کنید.
چند نکته را باید در نظر گرفت:
- قیمت: هزینه یک کارت گرافیک جدید همیشه در اولویت قرار دارد. بودجه شما برای یک GPU جدید چقدر است؟ با نادیده گرفتن قیمت های متورم، شما همچنان به دنبال 500 دلار برای Nvidia RTX 3070 یا 580 دلار برای AMD RX 6800 XT هستید. اینها پردازنده های گرافیکی متوسط به بالا از آخرین نسل هستند.
- در دسترس بودن: در دسترس بودن پردازنده گرافیکی دلخواه شما نیز عاملی در تصمیم خرید شما خواهد بود.
- مشخصات: متوجه شوید که آیا نیاز به پول نقد روی یک پردازنده گرافیکی سطح بالا دارید یا اینکه یک مدل مبتدی و مقرون به صرفه این کار را انجام می دهد. این را به این صورت بیان کنید—اگر قصد دارید ایمیل‌های خود را بررسی کنید، رسانه‌های اجتماعی خود را افزایش دهید و یوتیوب را تماشا کنید، احتمالاً نیازی نیست هزار دلار برای یک مدل گران‌قیمت هزینه کنید. اما اگر می خواهید بازی ها را با کیفیت 1440p یا حتی 4K انجام دهید، قطعا باید یک مدل رده بالا را در نظر بگیرید.
- سازگاری: مطمئن شوید که هر GPU بالقوه ای با سخت افزار شما سازگار است. آیا به مادربرد شما با سایر اجزای آن تناسب دارد؟ آیا کانکتورهای برق کافی دارید؟ آیا می خواهید یک گلوگاه بزرگ را به سیستم خود معرفی کنید؟
همه به یک کارت گرافیک نیاز دارند
به یاد داشته باشید، کارت‌های گرافیک و پردازنده‌های گرافیکی به رایانه‌های رومیزی محدود نمی‌شوند. آنها در تلفن هوشمند، تبلت، ساعت هوشمند، PS5، Xbox Series X و هر چیز دیگری که یک رابط بصری را نمایش می دهد، یافت می شوند. این فناوری همیشه به این اندازه پیشرفته نیست، اما هر چیزی که صفحه نمایش دارد به راهی برای نشان دادن اطلاعات به شما نیاز دارد. حالا می دانید از کجا می آید.