GPU hoặc Bộ xử lý đồ họa^{(Graphical Processing Unit)} là một vi mạch chuyên dụng được thiết kế để đặc biệt thực hiện các tác vụ liên quan đến đồ họa với tốc độ nhanh hơn nhiều so với CPU hoặc Bộ xử lý trung tâm^{(Central Processing Unit)} . 

Nói chung, GPU^(GPUs) xử lý mặt trực quan của trò chơi điện tử cũng như phần mềm chỉnh sửa video, thiết kế đồ họa, thiết kế 3D và các công cụ tương tự khác. Gần đây, GPU^(GPUs) cũng đã được đưa vào sử dụng để thực hiện một số tác vụ không phải đồ họa như khai thác tiền điện tử, hoạt động tốt với thiết kế bên trong độc đáo của chúng.

Sự khác biệt ^(CPU)giữa ^{(Difference Between)}GPU và CPU

Mọi máy tính, dù là máy tính xách tay, máy tính bảng hay máy chơi game đều có CPU . CPU là bộ^(CPU) não của máy. Khi bạn chạy phần mềm trên thiết bị của mình, CPU sẽ tuân theo các hướng dẫn và thực hiện tất cả các phép toán cần thiết. Tất nhiên, mọi vi mạch đều thực hiện các lệnh, vậy điều gì khiến CPU trở nên đặc biệt? 

Hầu hết các CPU hiện đại đều có bốn lõi CPU^{(CPU cores)} , mặc dù con số này đang tăng lên nhanh chóng. Số lượng phép tính mà một CPU có thể thực hiện cùng một lúc bị giới hạn bởi số lượng lõi. Nhưng CPU rất giỏi trong việc thực hiện một số lượng nhỏ các phép tính phức tạp thuộc bất kỳ loại nào, rất nhanh chóng, hết cái này đến cái khác.

Tuy nhiên, các GPU^(GPUs) hiện đại có một triết lý thiết kế rất khác. Thay vì một số lượng nhỏ các lõi xử lý phức tạp, đầy đủ chức năng, chúng có hàng trăm hoặc hàng nghìn lõi xử lý đơn giản được thiết kế để thực hiện các lệnh song song, đặc biệt liên quan đến đồ họa. 

Ví dụ, một hướng dẫn để tô bóng một pixel trong hình ảnh theo một cách nhất định. Màn hình máy tính hiện đại^(Modern) có hàng triệu pixel. Để kết xuất và tạo hình ảnh động cho đồ họa 3D thực tế với tốc độ khung hình mượt mà đòi hỏi sức mạnh xử lý song song khổng lồ này. Vì vậy, nếu bạn muốn xử lý rất nhiều lệnh đơn giản cùng một lúc, bạn cần có GPU .

GPU^{(Are GPUs)} và card đồ họa^{(Graphics Cards)} có giống nhau^{(Same Thing)} không?

Việc sử dụng các thuật ngữ “ GPU ” và “card đồ họa” thay thế cho nhau đã trở nên phổ biến. Điều^(Which) này dẫn đến tình huống ai đó sẽ nói rằng máy tính của họ không có GPU , nhưng ý họ thực sự là máy tính không có card đồ họa.

GPU là gì? GPU đề cập cụ thể đến bản thân bộ vi xử lý, nhưng tất nhiên GPU không thể tự hoạt động. Nó cần các thành phần khác để thực hiện công việc của nó. Vì vậy, chúng ta hãy xem xét các cách khác nhau mà GPU^(GPUs) được đóng gói.

Thẻ đồ họa

Card đồ họa là một thiết bị rời cắm vào một khe cắm tiêu chuẩn trên bo mạch chủ máy tính của bạn. Nó bao gồm bảng mạch in, GPU , bộ nhớ, các đầu nối màn hình, đầu nối nguồn và các thành phần khác nhau mà GPU cần.

Các card đồ họa cũng có hệ thống làm mát chuyên dụng giúp giữ cho GPU trong nhiệt độ hoạt động an toàn. Lợi ích chính của card đồ họa là có thể dễ dàng thay thế chúng bằng các mẫu mới hơn mà không cần phải thay thế toàn bộ máy tính hoặc bo mạch chủ.

GPU tích hợp

GPU^(GPUs) tích hợp được tích hợp trong cùng một vỏ với CPU . Vì vậy, một máy tính được trang bị một trong những thứ này không cần một card đồ họa riêng để hoạt động. Các đầu nối màn hình^(Display) được cung cấp bởi bo mạch chủ và GPU chia sẻ cùng một nhóm bộ nhớ với CPU . Tất nhiên, CPU và GPU cũng chia sẻ cùng một hệ thống làm mát và cấp nguồn. 

GPU^(GPUs) tích hợp ngày nay khá mạnh và một số thậm chí có thể được sử dụng cho đồ họa trò chơi video khiêm tốn, nhưng lợi thế chính của chúng là tiết kiệm chi phí và không gian. Đó^(Which) là lý do tại sao chúng là một giải pháp phổ biến trong nhiều máy tính xách tay.

Máy tính bảng và điện thoại thông minh cũng có GPU^(GPUs) tích hợp , nhưng đây là một phần của gói “hệ thống trên chip”. Trên máy tính, chỉ CPU và GPU dùng chung một gói Trong trường hợp SoC^(SoCs) , RAM , bộ lưu trữ, bộ điều khiển ngoại vi và các thành phần khác tạo nên toàn bộ hệ thống đều nằm trên cùng một gói silicon.

GPU chuyên dụng

GPU chuyên dụng khác với card đồ họa và các GPU^(GPUs) tích hợp . Dễ dàng nhất để nghĩ về nó như một card đồ họa đã được tích hợp sẵn trong máy tính. Máy tính xách tay là thiết bị chính sử dụng GPU^(GPUs) chuyên dụng .

Cũng giống như với card đồ họa, GPU có bộ nhớ và tản nhiệt riêng, nhưng không giống như card đồ họa, bạn không thể thay đổi hoặc nâng cấp GPU chuyên dụng của mình . Có một số ít máy tính xách tay sử dụng mô-đun GPU có thể hoán đổi cho nhau, nhưng đây là một ngoại lệ hiếm hoi.^(GPU)

Cạc đồ họa bên ngoài

Một sự phát triển gần đây, card đồ họa gắn ngoài, sử dụng các cổng tốc độ cao trên các máy tính hiện đại. Thunderbolt 3 qua USB C^{(Thunderbolt 3 over USB C)} là giải pháp được lựa chọn. Các card bên ngoài có thể là một giải pháp tích hợp hoặc đơn giản là một vỏ bọc mà bạn có thể sử dụng với bất kỳ card đồ họa nào phù hợp.

Đây là một giải pháp tốt cho những người dùng máy tính xách tay muốn có một giải pháp GPU^(GPU) mạnh hơn khi ở bàn làm việc. Bạn có thể đọc thêm về GPU bên ngoài^{(external GPUs)} trong bài viết của chúng tôi về chúng.

Hiểu thông số kỹ thuật GPU

Nếu bạn muốn biết cách chọn giữa các loại card đồ họa khác nhau, hãy xem hướng dẫn dành cho người mua card đồ họa^{(graphics card buyer’s guide)} của chúng tôi để được giải thích chi tiết về các thông số kỹ thuật của GPU . Nếu bạn chỉ muốn tóm tắt nhanh, đây là những con số quan trọng khi nói đến GPU :

• Số lượng bộ xử lý
• Số lượng bộ nhớ
• Tổng băng thông bộ nhớ
• Các tính năng đặc biệt, chẳng hạn như dò tia phần cứng

Thật không may, biết những con số hoặc chi tiết này sẽ không cho bạn biết nhiều về cách một GPU hoặc card đồ họa nhất định sẽ hoạt động. Cuối cùng, điều quan trọng nhất là hiệu suất với các ứng dụng bạn muốn chạy, mà bạn có thể dễ dàng tìm thấy trong các điểm chuẩn được xuất bản trực tuyến.

Các nhiệm vụ tính toán GPU chung

Điều quan trọng cuối cùng cần biết về GPU^(GPUs) hiện đại là chúng có thể được sử dụng cho một số tác vụ không liên quan đến đồ họa. Vì GPU^(GPUs) về cơ bản được tạo thành từ một số lượng lớn các bộ xử lý đơn giản, bất kỳ công việc nào cần nhiều phép tính được thực hiện song song đều có thể được hưởng lợi từ việc chạy trên GPU .

Ví dụ: thương hiệu thẻ Nvidia hoạt động với hướng dẫn CUDA ( Kiến trúc thiết bị hợp nhất tính toán^{(Compute Unified Device Architecture)} ). Bạn có thể viết phần mềm bằng CUDA để phần mềm sử dụng thiết kế độc đáo của GPU để tăng tốc một số loại tính toán nhất định.

Ngoài ra còn có OpenCL , không được gắn với một thương hiệu thẻ cụ thể. GPU^(GPUs) đang được áp dụng cho phân tích dữ liệu lớn, máy học, học sâu, khai thác tiền điện tử và danh sách các công việc nâng cao ngày càng tăng mà trước đây cần phải có siêu máy tính.

Bây giờ tôi có thể nhìn rõ rồi

Đây là những thông tin quan trọng nhất bạn cần biết về GPU^(GPUs) là gì. Bây giờ bạn biết chúng là gì, chúng được sử dụng để làm gì và chúng khác với các loại bộ vi xử lý khác như thế nào. Tất cả chúng ta nên biết ơn GPU^(GPUs) . Sử dụng máy tính sẽ kém màu sắc và thân thiện hơn nhiều nếu không có chúng!

HDG Explains: What Is a GPU?

The GPU or Graphical Processing Unit is a dedicated microchip that is designed to specifically do graphics-related tasks at a much faster rate than a CPU or Central Processing Unit. 

In general, GPUs handle the visual side of video games as well as video editing software, graphic design, 3D design and other similar tools. Recently, GPUs have also been put to use doing certain non-graphics tasks like cryptocurrency mining, which works well with their unique internal design.

The Difference Between a GPU And CPU

Every computer, whether a laptop, tablet or gaming console, has a CPU. The CPU is the brain of the machine. When you run software on your device, it’s the CPU that follows the instructions and does all the necessary math. Of course, every microchip executes instructions, so what makes a CPU special? 

Most modern CPUs have four CPU cores, although this number is rapidly growing. The number of calculations a CPU can do at the same time is limited by the number of cores. But a CPU is very good at doing a small number of complex calculations of any type, very quickly, one after the other.

However, modern GPUs have a very different design philosophy. Instead of a small number of complex, full-function processing cores, they have hundreds or thousands of simple processor cores that are designed to execute instructions in parallel, specifically related to graphics. 

For example, an instruction to shade a pixel in the image a certain way. Modern computer displays have millions of pixels. To render and animate realistic 3D graphics at smooth frame rates demands this massive parallel-processing power. So if you want to process lots and lots of simple commands at the same time, you want a GPU.

Are GPUs And Graphics Cards The Same Thing?

It’s become common to use the terms “GPU” and “graphics card” interchangeably. Which leads to situations where someone will say that their computer doesn’t have a GPU, but what they really mean is that the computer doesn’t have a graphics card.

What is a GPU? The GPU refers specifically to the microprocessor itself, but of course a GPU can’t operate by itself. It needs other components to do its job. So let’s go over the different ways that GPUs are packaged.

Graphics Cards

A graphics card is a discrete device that plugs into a standard slot on your computer motherboard. It consists of the printed circuit board, the GPU, memory, display connectors, power connectors and other various components that the GPU needs.

Graphics cards also have dedicated cooling systems that help keep the GPU within a safe operating temperature. The main benefit of graphics cards is that they can be easily replaced with newer models without the need to replace the entire computer or motherboard.

Integrated GPUs

Integrated GPUs are built into the same housing as a CPU. So a computer equipped with one of these does not need a separate graphics card in order to work. Display connectors are provided by the motherboard and the GPU shares the same pool of memory as the CPU. Of course, the CPU and GPU also share the same cooling system and power supply. 

Integrated GPUs are pretty powerful these days and some can even be used for modest video game graphics, but their main advantage is cost and space savings. Which is why they are a popular solution in many laptops.

Tablets and smartphones also have integrated GPUs, but these are part of a “system on a chip” package. On computers, only the CPU and GPU share the same package In the case of SoCs, the RAM, storage, peripheral controllers and other components that make up the entire system are all on the same silicon package.

Dedicated GPUs

A dedicated GPU is distinct from a graphics card and integrated GPUs. It’s easiest to think of it as a graphics card that has been built into the computer. Laptops are the main devices that use dedicated GPUs.

Just as with a graphics card, the GPU has its own memory and cooling, but unlike a graphics card you can’t change or upgrade your dedicated GPU. There are a small number of laptops that use interchangeable GPU modules, but this is a rare exception.

External Graphics Cards

A recent development, external graphics cards, make use of high-speed ports on modern computers. Thunderbolt 3 over USB C is the solution of choice. External cards can either be an integrated solution, or simply an enclosure which you can use with any graphics card that will fit.

This is a good solution for laptop users who want a more powerful GPU solution when at a desk. You can read more about external GPUs in our article about them.

Understanding GPU Specifications

If you want to know how to choose between different graphics cards, have a look at our graphics card buyer’s guide for a detailed explanation of GPU specifications. If you just want a quick rundown, here are the key numbers that matter when it comes to GPUs:

• The number of processors
• The amount of memory
• The total memory bandwidth
• Special features, such as hardware ray tracing

Unfortunately, knowing these numbers or details won’t tell you much about how a given GPU or graphics card will perform. In the end what matters most is performance with the applications you want to run, which you can easily find in published benchmarks online.

General GPU Computing Tasks

The last important thing to know about modern GPUs is that they can be used for certain non-graphics tasks. Since GPUs are essentially made up of a massive number of simple processors, any job that needs lots of calculations done in parallel may benefit from running on a GPU.

For example, the Nvidia brand of cards work with CUDA (Compute Unified Device Architecture) instructions. You can write software using CUDA so that it makes use of the GPU’s unique design to accelerate certain types of calculations.

There’s also OpenCL, which is not attached to a specific brand of card. GPUs are being applied to big data analysis, machine learning, deep learning, cryptocurrency mining, and an ever-growing list of advanced jobs that would have needed supercomputers in the past.

I Can See Clearly Now

These are the most important facts you need to know about what GPUs are. Now you know what they are, what they’re used for, and how they’re different from other types of processors. We should all be grateful for GPUs. Using computers would be much less colorful and friendly without them!

Related posts

• HDG Explains - Swapfile.sys, Hiberfil.sys và Pagefile.sys trong Windows

• Không thể đọc thẻ SD? Đây là cách khắc phục

• 6 cách khắc phục khi ứng dụng Spotify không phản hồi hoặc không mở

• Cách sửa lỗi "Scratch Disks Are Full" trong Photoshop

• Phải làm gì nếu bạn bị khóa tài khoản Google của mình

• Trình điều khiển đồ họa Hiển thị Bộ điều hợp Hiển thị Cơ bản của Microsoft? Cách khắc phục

• Bạn có cần tường lửa của bên thứ ba trên Mac và Windows không?

• Ứng dụng Outlook không đồng bộ? 13 bản sửa lỗi cần thử

• Lệnh in sẽ không xóa trong Windows? Hơn 8 cách để sửa chữa

• Cổng USB 3.0 không hoạt động? Đây là cách khắc phục chúng

• Tại sao Wsappx lại gây ra tình trạng sử dụng CPU cao và cách khắc phục

• Phải làm gì khi ổ USB của bạn không hiển thị

• Khắc phục: Máy tính xách tay sẽ không kết nối với Wi-Fi

• Khắc phục lỗi “Không thể đọc hướng dẫn tại bộ nhớ được tham chiếu”

• 21 lệnh CMD mà người dùng Windows nên biết

• Khắc phục: Không thể kết nối với lỗi mạng hơi nước

• Cách khắc phục lỗi “Không tìm thấy địa chỉ IP máy chủ” trong Google Chrome

• Cách khắc phục lỗi Err_Cache_Miss trong Google Chrome

• Nút màn hình in không hoạt động trong Windows 10? Cách khắc phục

• Nút Tạm dừng YouTube không biến mất? 6 cách để sửa chữa