Графический процессор — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 7 сентября 2019; проверки требуют 2 правки. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 7 сентября 2019; проверки требуют 2 правки. Блок-схема графического процессора

Графический процессор (англ. graphics processing unit, GPU) — отдельное устройство персонального компьютера или игровой приставки, выполняющее графический рендеринг; в начале 2000-х годов графические процессоры стали массово применяться и в других устройствах: планшетные компьютеры, встраиваемые системы, цифровые телевизоры.

Современные графические процессоры очень эффективно обрабатывают и отображают компьютерную графику, благодаря специализированной конвейерной архитектуре они намного эффективнее в обработке графической информации, чем типичный центральный процессор.

Графический процессор в современных видеокартах (видеоадаптерах) применяется в качестве ускорителя трёхмерной графики.

Может применяться как в составе дискретной видеокарты, так и в интегрированных решениях (встроенных в северный мост либо в гибридный процессор).

Отличительными особенностями по сравнению с ЦП являются:

Высокая вычислительная мощность GPU объясняется особенностями архитектуры. Современные CPU содержат несколько ядер, тогда как графический процессор изначально создавался как многопоточная структура с множеством ядер. Разница в архитектуре обусловливает и разницу в принципах работы. Если архитектура CPU предполагает последовательную обработку информации, то GPU исторически предназначался для обработки компьютерной графики, поэтому рассчитан на массивно параллельные вычисления^[1].

Каждая из этих двух архитектур имеет свои достоинства. CPU лучше работает с последовательными задачами. При большом объёме обрабатываемой информации очевидное преимущество имеет GPU. Условие только одно — в задаче должен наблюдаться параллелизм.

Графические процессоры уже достигли той точки развития, когда многие практические вычислительные задачи могут с лёгкостью решаться с их помощью, причём быстрее, чем на многоядерных системах. Будущие вычислительные архитектуры станут гибридными системами с графическими процессорами, состоящими из параллельных ядер и работающими в связке с многоядерными ЦП [2] Оригинальный текст (англ.) GPUs have evolved to the point where many real-world applications are easily implemented on them and run significantly faster than on multi-core systems. Future computing architectures will be hybrid systems with parallel-core GPUs working in tandem with multi-core CPUs[3]. Профессор Джек Донгарра (Jack Dongarra), Директор Инновационной вычислительной лаборатории Университета штата Теннесси, 2011

Современные модели графических процессоров (в составе видеоадаптера) могут полноценно применяться для общих вычислений (см. GPGPU). Примерами таковых могут служить чипы 5700XT (от AMD) или GTX 1660 Super (от nVidia).

Внешний графический процессор — это графический процессор, расположенный за пределами корпуса компьютера. Внешние графические процессоры иногда используются совместно с портативными компьютерами. Ноутбуки могут иметь большой объём оперативной памяти (RAM) и достаточно мощный центральный процессор (CPU), но часто им не хватает мощного графического процессора, вместо которого используется менее мощный, но более энергоэффективный встроенный графический чип. Встроенные графические чипы обычно недостаточно мощны для воспроизведения новейших игр или для других графически интенсивных задач, таких как редактирование видео.

Поэтому желательно иметь возможность подключать графический процессор к некоторой внешней шине ноутбука. PCI Express — единственная шина, обычно используемая для этой цели. Порт может представлять собой, к примеру, порт ExpressCard или mPCIe (PCIe × 1, до 5 или 2,5 Гбит / с соответственно) или порт Thunderbolt 1, 2 или 3 (PCIe × 4, до 10, 20 или 40 Гбит / с соответственно). Эти порты доступны только для некоторых ноутбуков.^[4][5]

Внешние GPU не пользовались большой официальной поддержкой поставщиков. Однако это не остановило энтузиастов от внедрения настроек eGPU.

На программном уровне видеопроцессор для своей организации вычислений (расчётов трёхмерной графики) использует тот или иной интерфейс прикладного программирования (API).

Самые первые ускорители использовали Glide — API для трёхмерной графики, разработанный 3dfx Interactive для видеокарт на основе собственных графических процессоров Voodoo Graphics.

Поколения ускорителей в видеокартах можно считать по версиям DirectX и OpenGL, которую они поддерживают.

См. также: видеодрайвер.

AMD

NVIDIA

CPU и GPU в чем разница и как выбрать для своих целей

В чем разница между CPU и GPU? Все мы знаем, что у видеокарты и процессора несколько различные задачи, однако знаете ли вы, чем они отличаются друг от друга во внутренней структуре? Как CPU (англ. — 

central processing unit), так и GPU (англ. — graphics processing unit) являются процессорами, и между ними есть много общего, однако сконструированы они были для выполнения различных задач. Подробнее об этом вы узнаете из данной статьи.

Что такое CPU

CPU расшифровка — это аббревиатура центрального процессора компьютера (Central Processing Unit). Что такое CPU в компьютере? Это мозг компьютера, в котором происходит большинство вычислений. А компьютер в переводе означает «вычислитель».

Блок управления (CU) является составной частью центрального процессора компьютера (CPU) и руководит его работой. Он сообщает памяти компьютера, арифметическому, т.е. логическому, устройству, а также устройствам ввода и вывода, как реагировать на инструкции программ.

Отдельный вопрос: графическое ядро в процессоре что это такое? Если совсем просто – то это встроенная в центральный процессор видеокарта.

Сгенерированная компьютером графика, например, в видеоиграх или других анимациях, требует, чтобы каждый отдельный кадр был «нарисован» компьютером индивидуально. А это требует большого количества энергии и вычислительных мощностей.

Что такое GPU

На вопрос «gpu что это» ответ таков – это графический процессор, т.е. программируемый логический чип, предназначенный для функций отображения на экране. GPU создает изображения, анимацию и видео на мониторе. Графические процессоры (гпу) расположены на сменных платах, в чипсете на материнской плате или в той же микросхеме, что и процессор. Итак, GPU это видеокарта или процессор? Ответ Вы уже знаете – это процессор!

Графический процессор ( GPU ) — это компьютерная микросхема, которая делает быстрые математические вычисления, в основном для представления изображений, но в последнее время активно используемые в майнинге. Блок обработки графики помогает компьютеру работать бесперебойно.

Графические процессоры являются более мощными, чем CPU, потому что графические процессоры отличаются гораздо большим количеством процессорных ядер. Обычный пользователь ПК не использует их для своих стандартных нужд, потому что GPU требуется коллективный тип работы.

Все компьютеры имеют графический процессор .Однако не все компьютеры имеют выделенный графический процессор. Нет необходимости иметь его, если вы не собираетесь использовать свой компьютер для продвинутых игр и майнинга.

Интегрированный графический процессор представляет собой просто графический чипсет, встроенный в материнскую плату. Теперь становится понятно, чем отличается видеокарта от процессора GPU.

Короче говоря, GPU — это процессор, специально разработанный для обработки интенсивных задач визуализации графики, и который используется для майнинга. А видеокарта – это отдельное устройство, имеющее свой собственный GPU.

Отличие CPU и GPU

Основное различие между CPU и GPU состоит в том, что CPU акцентирован на малой задержке. GPU же делает упор на высокую пропускную способность. Проще говоря — графические процессоры предназначены для одновременного выполнения множества задач, а центральные процессоры задействуются для одновременного выполнения одной операции, но очень быстро.

Разница в скорости вычислений

Основная характеристика PU — это тактовая частота, измеряемая в герцах (МГц или ГГц). Чтобы запускать приложения, процессор (в основном, центральный) должен постоянно выполнять вычисления. И чем выше тактовая частота, тем быстрее вычисления. В результате приложения будут работать быстрее и более плавно. На обычном процессоре – максимум 2 ядра, а на GPU: 4-10. Разница в скорости вычислений очевидна.

Майнинг bitcoin

В качестве награды за работу по отслеживанию и защите транзакций майнеры зарабатывают биткойны, практически — за каждый успешно обработанный блок. В Bitcoin основатели установили лимит 21 млн Bitcoins, доступного для добычи, поэтому стоимость криптовалюты постоянно растет, как и число желающих их заполучить.

Потенциальным майнерам нужно сначала узнать про GPU и что это в компьютере, а потом уже разбираться в блокчейнах и криптовалютах. Хорошо понимать, что такое RAM и CPU в компьютере, а потом двигаться дальше.

Печальная правда заключается в том, что в настоящее время только те, у кого есть специализированное, мощное оборудование, могут выгодно добывать биткойны. Хотя их добыча по-прежнему теоретически и технически возможна для всех. Однако, те, у кого недостаточно мощные устройства, рано или поздно обнаружат, что на электроэнергию тратится больше денег, чем на добычу биткоинов.

Принципиально работа майнеров заключается в подборе одной-единственной из многих миллионов комбинаций хэша, подходящего ко всем вновь созданным транзакциям и сгенерированному секретному ключу. Ясно, что только самое производительное оборудование способно обеспечить майнеру конкурентное преимущество и обеспечит получение награды.

Майнинг Ethereum

Добыча криптовалюты является чрезвычайно динамичной отраслью, с ее постоянными обновлениями оборудования и программного обеспечения. Всё труднее рассчитать доходность и принципиальную возможность добычи криптомонет. Ethereum – не исключение, хотя эта криптовалюта появилась после биткоинов. Но работает эта блокчейн-система по тем же принципам, что и биткоин. Однако, биткоин – самодостаточный «первенец», ресурсы которого уже на 2/3 освоены, причем первыми майнерами. А Ethereum – это не только одноименная криптовалюта. В первую очередь – это открытая для всех программная платформа для разработки новых криптовалют. Хотя сама криптомонета Ethereum, как и биткоин, служит хорошим инвестиционным активом, но для добычи уже мало перспективна.

Майнинг других криптовалют

Начинающим крипто-претендентам следует взяться за какую-то из самых простых и новых монет, чтобы реально их добыть. В 2019-м году это:

• Monero,
• Aeon,
• DogeCoin,
• Vertcoin,
• ByteCoin,
• Steem,
• Electroneum…

Monero, признанный самой передовой монетой конфиденциальности, основан на алгоритме хеширования с проверкой работоспособности, известном как CryptoNight. Вы можете легко добывать Monero на обычном компьютере просто путем загрузки и установки программного обеспечения Monero добычи. Поэтому эта новая криптовалюта считается одним из лучших вариантов майнинга с GPU, по сравнению с другими.

Читайте так же «Облачный майнинг»

Виды графических процессоров

Большинство графических процессоров созданы для конкретного использования. Чаще всего – для отображения трехмерной графики в реальном времени, или других массированных вычислений:

Часто спрашивают: GPU — это видеокарта?

Нет, видеокарта — это отдельное оборудование, в то время как GPU — чип, лишь часть видеокарты. Видеокарта — это аппаратная часть, которая выводит картинку на монитор. Чип – это микросхема, обеспечивающая работу видеокарты.

Главное отличие графических процессоров; внутренние они или внешние. Внешние видеокарты выбирают обычно пользователи, у которых физически невозможно установить GPU внутри устройства. Например, это актуально для владельцев ноутбуков, которые ценят продвинутую графику.

Как выбирать

При выборе хорошей видеокарты геймерам и майнерам следует обращать внимание на следующие показатели:

• Тактовая частота (МГц). Чем больше цифра, тем лучше.
• Архитектура имеет большое значение. Чем больше вычислительных блоков, тем быстрее будут выполняться графические задачи.
• Скорость заполнения (филлрейт). Это показатель того, с какой скоростью графический процессор прорисовывает картинку.

Геометрические блоки

В графических процессорах 2 вида геометрических блоков:

1. Пиксельные,
2. Текстурные.

В современных GPU пиксельных блоков меньше. Они заняты блендингом, т.е. записью рассчитанных видеоадаптером пикселей в оперативку и перемешивании их. Текстурные блоки выбирают и фильтруют текстуры и прочую информацию для построения сцен и общих расчетов.

До появления DirectX 11 мало кто вообще знал, что DirectX – это программная среда (т.е. набор инструментов) для разработки компьютерных игр. В 2015-м появился DirectX 12. Чем выше тесселяция, т.е. дробление плоскости экрана на части для тщательного заполнения их графической информацией, тем выше реализм игры.

Т.е., чтобы с головой погрузиться в атмосферу таких продвинутых игр, как Metro 2033 и т.п., нужно учитывать число геометрических блоков при подборе GPU.

Память

Единственные два типа памяти, которые фактически находятся на чипе GPU, — это регистровая и разделяемая. Локальная, глобальная, постоянная и текстурная память находятся вне чипа. Интегрированный GPU не имеет собственной памяти для выполнения расчетов, а для графики и связанных с ней вычислений, особенно в 3D играх, требуется огромное количество памяти. Такой графический процессор (интегрированный GPU) использует оперативную память в качестве собственной.

Но у оперативки есть несколько ключевых особенностей:

• Объем. Этот показатель несколько переоценен, другие характеристики более важны;
• Ширина шины – параметр важнее, чем объем. Чем шире шина, тем большее количество информации отправит оперативная память чипу за промежуток времени, и наоборот. Для воспроизведения большинства игр требуется минимум: 128 бит;
• Частота, от нее завист пропускная способность оперативной памяти. Однако, 256-битная шина при частоте 800 (3200) МГц оказывается продуктивнее, чем 128-битная при 1000 (4000) МГц.
• Тип. Оптимальные на 2019 год типы — это 3-е и 5-е поколения GDDR.

Охлаждение GPU

Если Вы сами собираете игровой ПК, то рекомендуется использовать отдельные кулеры для процессора и для видеокарты. Если вы хотите всерьез разогнать систему, то Вам следует перейти с воздушного на жидкостное охлаждение. Процессор GPU с жидкостным охлаждением всегда имеет штатный кулер.

Температура графической карты обычно составляет от 30°C до 40°C на холостом ходу и от 60°C до 85°C под обычной нагрузкой. Большинство высокопроизводительных видеокарт настроены на максимальную температуру 95°C-105°C, после чего система автоматически отключается. Вот почему интенсивным процессорам требуется хорошее охлаждение. Для мониторинга температуры центрального процессора и видеокарты есть специальный софт, например, «GPU-Z» и проч.

Итак, теперь Вы в принципе понимаете, что такое CPU и GPU (т.е. что такое графический процессор), оперативка и видеокарты. И как они меняют жизнь геймеров и майнеров.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

что это в компьютере, температура GPU

Изучая технические характеристики компьютера, вы можете встретить такой термин как GPU. Данный термин обычно не объясняется простыми словами, поэтому пользователи редко понимают, что конкретно он означает. Иногда под GPU пользователи понимают видеокарту, хотя это не совсем верно. На самом деле GPU является частью видеокарты, а не самой видеокартой. В этом материале мы подробно расскажем о том, что такое GPU в компьютере, а также как узнать свой GPU и его температуру.

Что такое GPU в компьютере

Аббревиатура GPU расшифровывается как Graphics Processing Unit, что можно перевести как устройство для обработки графики. Фактически GPU именно этим и является это отдельный модуль компьютера, который отвечает за обработку графики. В компьютере GPU может быть выполнен как отдельный кремниевый чип, который распаян на материнской или собственной отдельной плате (видеокарте), либо как часть центрального процессора или чипсета (северный мост).

Как выглядит GPU в компьютере.

Если GPU выполнен в качестве отдельного чипа, то его обычно называет графическим процессором, а если GPU является частью центрального процессора или чипсета, то часто для его обозначения используется термин интегрированная графика или встроенная графика.

В некоторых случаях под термином GPU понимают видеокарту, что не совсем верно, поскольку GPU – это именно чип (графический процессор), который занимается обработкой графики, а видеокарта — это целое устройство ответственное за обработку графики. Видеокарта состоит из графического процессора, памяти, имеет собственную плату и BIOS.

Другими словами, GPU – это графический процессор, который представляет собой кремниевый чип, на отдельной плате (видеокарте). Также под GPU может пониматься модуль, встроенный в центральный процессор (основной чип компьютера). В обоих случаях GPU занимается обработкой графики.

В современных условиях GPU часто используется не только для обработки графики, но и для решения других задач, которые могут быть обработаны с помощью графического процессора более эффективно, чем с помощью центрального процессора. Например, GPU используют для кодирования видео, машинного обучения, научных расчетов.

Как узнать какой GPU в компьютере

Пользователи часто интересуются, какой GPU используется в их компьютере. При этом под термином GPU чаще всего понимают видеокарту. Это связано с тем, пользователи обычно имеют дело с видеокартой в целом, а не конкретно с GPU. Например, название видеокарты необходимо для установки подходящих драйверов и проверки минимальных требований компьютерных игр. В то время как название GPU пользователю практически никогда не требуется.

Существует несколько способов узнать название видеокарты. Самый простой – это посмотреть в диспетчере устройств. Для этого нужно нажать комбинацию клавиш Windows-R и выполнить команду «mmc devmgmt.msc». Также «Диспетчер устройств» можно открыть и другими способами.

В результате должно открыться окно «Диспетчера устройств». Здесь в разделе «Видеоадаптеры» будет указано название видеокарты.

Но, вариант с диспетчером устройств не самый надежный. Если вы не установили драйверы для видеокарты, то система может ее не опознать и в диспетчере устройств не будет информации о ее названии. В таком случае лучше обратиться к сторонним программам. Например, можно установить программу GPU-Z, которая покажет всю возможную информацию об установленной видеокарте. Например, в GPU-Z название видеокарты можно узнать в строке «Name» в самом верху окна программы. На скриншоте внизу показано название видеокарты, это NVIDIA GTX GeForce 950.

Также в GPU-Z можно узнать название самого GPU (графического процессора). Например, на скриншоте внизу показано, что видеокарта NVIDIA GTX GeForce 950 построена на базе графического процессора GM206.

Температура GPU

GPU является один из самых горячих компонентов компьютера. Как и центральный процессор, GPU выделяет много тепла и его нужно эффективно отводить. Иначе графический процессор начнет перегреваться, что приведет к снижению производительности, сбоям в работе, перегрузкам компьютера и даже поломке.

Узнать температуру GPU можно с помощью специальных программ. Например, можно использовать GPU-Z, которую мы уже вспоминали. Если в программе GPU-Z перейти на вкладку «Sensors», то можно получить информацию о текучем состоянии видеокарты. Здесь будет указана частота GPU, его загрузка, температура и другие параметры.

Если вы хотите проверить не только температуру GPU, но и температуры других компонентов компьютера, то для этого удобно пользоваться программой HWmonitor. Данная программа отображает температуру, частоты, загрузку и другие параметры сразу для всех компонентов.

После проверки температуры часто возникает вопрос, какую температуру можно считать нормальной. Точного ответа на этот вопрос нет, поскольку у разных GPU разный предел температур, которые они могут переносить без последствий. Но, в среднем нормальной температурой графического процессора является:

• до 55 °C в режиме простоя;
• до 80 °C под нагрузкой;

Если температура вашего GPU выходит за эти пределы, то это можно считать перегревом. В таком случае нужно улучшить охлаждение графического чипа, для того чтобы привести эти значения к норме.

Если нужно понизить температуру видеокарты, то стоит начать с удаления пыли, которая скопилась на ее радиаторе. Если радиатор сильно забит пылью, то это может повышать температуру графического процессора на 5-10 градусов. Если простая чистка радиатора не помогает, то нужно заменить термопасту. В крайнем случае можно улучшить продуваемость корпуса компьютера, добавив несколько вентиляторов на вдув и выдув воздуха.

---

Посмотрите также

Почему для анализа финансовых данных применяют графические процессоры / ITI Capital corporate blog / Habr

В «Европейском физическом журнале» опубликована интересная и очень обширная статья немецкого исследователя об использовании вычислений GPU в эконофизике и статистической физике, в том числе для осуществления анализа информации на фондовом рынке. Мы представляем вашему вниманию основные тезисы этого материала.

Примечание: Статья в журнале датирована 2011 годом, с тех пор появились новые модели GPU-устройств, однако общие подходы к использованию этого инструмента в инфраструктуре для онлайн-трейдинга остались неизменными

Требования к вычислительным мощностям растут в различных сферах. Одна из них — финансовый анализ, который необходим для успешной торговли на фондовом рынке, особенно средствами HFT. Для того, чтобы принять решение о покупке или продаже акций, алгоритм должен проанализировать серьезный объём входных данных — информация о транзакциях и их параметрах, текущих котировках и трендах изменения цены и т.д.

Время, которое пройдет от создания заявки на покупку или продажу до получения ответа о ее успешныом выполнеии от биржевого сервера называется раундтрипом (round-trip, RTT). Участники рынка всеми силами стремятся снизить это время, в частности для этого используются технологии прямого доступа на биржу, а серверы с торговым софтом располагаются на колокации рядом с торговым движком бирж.

Однако технологические возможности по сокращению раундтрипа ограничены, и после их исчерпания перед трейдерами встает вопрос о том, как еще можно ускорить торговые операции. Для этого применяются новые подходы к построению инфраструктуры для онлайн-трейдинга. В частности используются FPGA и GPU. Об ускорении HFT-трейдинга с помощью «программируемого железа» мы писали ранее, сегодня речь пойдет о том, как для этого можно применять графические процессоры.

Что такое GPU

Архитектура современных графических карт строится на основе масштабируемого массива потоковых мультипроцессоров. Один такой мультипроцессор содержит восемь скалярных процессорных ядер, многопоточный модуль инструкций, разделяемую память, расположенную на чипе (on-chip).

Когда программа на C, использующая расширения CUDA, вызывает ядро GPU, копии этого ядра или потоки, нумеруются и распределяются на доступные мультипроцессоры, где уже начинается их выполнение. Для такой нумерации и распределения сеть ядра подразделяется на блоки, каждый из которых делится на различные потоки. Потоки в таких блоках выполняются одновременно на доступных мультипроцессорах. Для управления большим количеством потоков используется модуль SIMT (single-instruction multiple-thread). Этот модуль группирует их в «пачки» по 32 потока. Такие группы исполняются на том же мультипроцессоре.

Анализ финансовых данных на GPU

В финансовом анализе применяется множество мер и показателей, расчет которых требует серьезных вычислительных мощностей. Ниже мы перечислим некоторые из них и сравним быстродействие при их обработке, показанное «обычным» процессоромо Intel Core 2 Quad CPU (Q6700) c тактовой частотой 2,66 ГГц и размером кэша 4096 килобайт, а также популярных графических карт.

Экспонента Херста

Мера, называемая экспонентной Херста, используется в анализе временных рядов. Эта величина уменьшается в том случае, если задержка между двумя одинаковыми парами значений во временном ряду увеличивается. Изначально это понятие применялось в гидрологии для определения размеров плотины на реке Нил в условиях непредсказуемых дождей и засух.

Впоследствии показатель Херста начали применять в экономике, в частности, в техническом анализе для предсказания трендов движения ценовых рядов. Ниже представлено сравнение быстродействия вычисления показателя Херста на CPU и GPU (показатель «ускорения» β = общее время выисления на CPU / общее время вычисления на GPU GeForce 8800 GT):

Модель Изинга и метод Монте-Карло

Еще одним инструментом, перекочевавшим в сферу финансов на этот раз из физики, является модель Изинга. Эта математическая модель статистической физики предназначена для описания намагничивания материала.

Каждой вершине кристаллической решётки (рассматриваются не только трёхмерные, но и одно- и двумерные вариации) сопоставляется число, называемое спином и равное +1 или −1 («поле вверх»/«поле вниз»). Каждому из 2^N возможных вариантов расположения спинов (где N — число атомов решётки) приписывается энергия, получающаяся из попарного взаимодействия спинов соседних атомов. Далее для заданной температуры рассматривается распределение Гиббса — рассматривается его поведение при большом числе атомов N.

В некоторых моделях (например, при размерности > 1) наблюдается фазовый переход второго рода. Температура, при которой исчезают магнитные свойства материала, называется критической (точка Кюри). В ее окрестности ряд термодинамических характеристик расходится.

Изначально модель Изинга использовалась для понимания природы ферромагнетизма, однако позднее получила и более широкое распространение. В частности, она применяется для обобщений в социально-экономических системах. Например, обобщение модели Изинга определяет взаимодействие участников финансового рынка. Каждый из них обладает стратегией поведения, рациональность которой может быть ограничена. Решения о том, продавать или покупать акции и по какой цене, зависят от предыдущих решений человека и их результата, а также от действий других участников рынка.

Модель Изинга используется для моделирования взаимодействия между участниками рынка. Для реализации модели Изинга и имитационного моделирования используется метод Монте-Карло, который позволяет построить математическую модель для проекта с неопределенными значениями параметров.

Ниже представлено сравнение быстродействия моделирования на CPU и GPU (NVIDIA GeForce GTX 280):

Существуют реализации модели Изинга с использованием в ходе анализа различного количества спинов. Мультиспиновые реализации позволяет загружать несколько спинов параллельно.

Ускорение с помощью нескольких GPU

Для ускорения обработки данных также используются кластеры GPU-устройств — в данном случае исследователи собрали кластер из двух карточек Tesla C1060 GPU, коммуникация между которыми осуществлялась через Double Data Rate InfiniBand.

В случае симуляции модели Изинга методом Монте-Карло результаты говорят о том, что производительность повышается практически линейно при добавлении большего количества GPU.

Заключение

Эксперименты показывают, что использование графических процессоров может приводить к существуенному повышению производительности финансового анализа. При этом выигрыш в скорости по сравнению с использованием архитектуры с CPU может достигать нескольких десятков раз. При этом добиться еще большего повышения производительности можно с помощью создания кластеров GPU — в таком случае она растет практически линейно.

Другие материалы о железе и онлайн-трейдинге:

GPU (Graphic Processor Unit) — что это такое и для чего нужен?

В статьях компьютерной тематики частенько можно встретить непонятные аббревиатуры. Например, GPU — что это такое и как расшифровывается? Рассмотрим, для чего нужен данный компонент, и как узнать его параметры.

Что такое GPU?

Ни для кого не секрет, что центральный процессор, который является мозгом любого компьютера, имеет аббревиатуру CPU. Данное буквосочетание пошло из английского языка и расшифровывается оно как Central Processor Unit. Почему процессор называют центральным? Все очень просто. Данное «звание» вычислитель получил, потому что именно он управляет всеми подсистемами компьютера. Это и является основной функцией данного устройства. Управление осуществляется через чипсет и шины.

Если проводить аналогию с центральным процессором, то можно догадаться что такое GPU в домашнем компьютере. Данная аббревиатура расшифровывается как Graphic Processor Unit. Если говорить простым языком, то это графический чип, который в простонародье также именуется видеокартой (что неверно, так как видеокарта – отдельный аппаратный модуль).

Чем графический адаптер отличается от центрального процессора? Главное различие между этими двумя компонентам – архитектура. Структура CPU выполнена таким образом, что он обрабатывает порции информации последовательно, поочередно. А видеочип, в свою очередь, способен сразу же взаимодействовать с большими объемами данных. Это стало возможно благодаря огромному количеству ядер, которые проводят параллельные вычисления. Если с функциями ЦПУ мы уже разобрались, то появляется вопрос: а для чего нужен ГПУ? Ответ даст следующий раздел данной статьи.

Предназначение GPU

Графический процессор предназначен для обработки специального формата данных – графики. То есть данный аппаратный модуль отвечает за изображение, которое вы видите на экране компьютера. ГПУ способен принимать и обрабатывать команды, которые формируют трехмерную графику.

Стоит заметить, что графический процессор – ключевой компонент видеосистемы компьютера. Именно от видеочипа зависит то, насколько быстро и качественно будет прорисовываться изображение во время игры или же при просмотре видеоролика высокого качества. В общем ЦПУ отвечает за обработку графики. Однако это далеко не все на что способен данный аппаратный модуль. GPU можно найти уйму применений, которые никак не связаны с обработкой графики. Например, графический процессор используется для добычи криптовалюты.

Температура

Как упоминалось выше, ГПУ обрабатывает огромные объемы данных. Из-за этого видеочип сильно нагревается. Высокая температура GPU может привести к поломке устройства. Чтобы избежать неприятностей необходимо убедиться в том, что ваша система охлаждения достаточно мощная. Как это проверить? Все довольно-таки просто. Руководствуйтесь следующей инструкцией:

1. Скачайте и инсталлируйте программу под названием TechPowerUP GPU-Z. Сделать это можно совершенно бесплатно.
2. Запустите скачанную утилиту. Программа просканирует систему и выдаст вам информацию касательно вашего ГПУ.
3. Нас интересует пункт под названием GPU Temperature. Если данный параметр превышает планку в 80 градусов, то в таком случае вам стоит задуматься о смене системы охлаждения.

Вывод

GPU – это аббревиатура, обозначающая графический процессор. Данный аппаратный модуль есть не только на ПК, но и на лептопах, планшетах, телефонах на базе Андроида и iOS. Предназначение ГПУ — обработка и воспроизведение графики. Эти функции видеочип выполняет благодаря уникальной архитектуре.

различия c CPU в современных компьютерах

 

Привет, друзья.

Вы любите поиграть в реалистичные игры на компе? Или посмотреть фильм в качестве, при котором четко видно каждую мелочь? Значит, вы должны представлять, что такое gpu в компьютере. Ничего о нем не знаете? Моя статья поможет вам избавиться от этого недоразумения ;-).

GPU — это не видеокарта

Неизвестное для многих сочетание букв подразумевает под собой понятие «graphics processing unit», что на нашем языке означает графический процессор. Именно он отвечает за воспроизведение картинки на вашем железе, и чем лучше его характеристики, тем качественнее будет изображение.

Всегда считали, что эти функции выполняет видеокарта? Вы, конечно, правы, но она является комплексным устройством, и главным ее компонентом выступает как раз графический проц. Он может существовать и автономно от видюхи. Об этом поговорим немного позже.

 

Что такое GPU и в чём разница с CPU?

Несмотря на сходство аббревиатур, не путайте предмет нашего разговора с CPU (Central Processor Unit). Да, они похожи, как в названии, так и в функциях. Последний тоже может воспроизводить графику, правда, слабее в этом деле. Все же это абсолютно разные устройства.

Они отличаются архитектурой. CPU является многоцелевым девайсом, который отвечает за все процессы в компьютере. Для этого ему хватает нескольких ядер, с помощью которых он последовательно обрабатывает одну задачу за другой.

В свою очередь, GPU изначально разработан как специализированное устройство, предназначенное для выполнение графического рендеринга, с высокой скоростью обрабатывающее текстуры и сложные изображения. Для таких целей его оснастили многопоточной структурой и множеством ядер, чтобы он работал с большими массивами информации единовременно, а не последовательно.

В виду этого преимущества, лидеры среди производителей видеоадаптеров выпустили модели, в которых графические процессоры могут стать усовершенствованной заменой центральным. У бренда nVidia такой девайс называется GTX 10xx, а у его главного конкурента AMD — RX.

 

Виды графических процев

Чтобы вы могли ориентироваться на рынке GPU, предлагаю ознакомиться с видами этого устройства:

• Дискретный. Входит в состав видеоадаптера. Подключается к системной плате через специально отведенный разъем (чаще всего PCIe или AGP). Имеет собственную оперативную память. Вы требовательный геймер или работаете со сложными графическими редакторами? Берите дискретную модель.

• Интегрированный (IGP). Раньше впаивался в материнскую плату, теперь встраивается в центральный процессор. Изначально не годился для воспроизведения реалистичных игр и тяжелых графических программ, однако новые модели справляются с этими задачами. Все же учтите, что такие чипы несколько медлительнее, потому что не имеют личной оперативки и обращаются к памяти CPU.

• Гибридная графическая обработка. Это 2 в 1, то есть когда в компьютере устанавливается и первый вид, и второй вид GPU. В зависимости от выполняемых задач, включается в работу или один, или другой. Однако бывают ноутбуки, в которых могут работать сразу 2 вида устройств.
• Внешний тип. Как несложно догадаться, это графический процессор, расположенный снаружи компа. Чаще всего такую модель выбирают обладатели ноутбуков, которым сложно впихнуть в свое железо дискретную видеокарту, но очень хочется получить достойную графику.

 

Как выбирать?

Когда будете подбирать для себя видеоадаптер, обращайте внимание на такие характеристики:

• Тактовая частота. Указывается в мегагерцах. Чем цифра выше, тем больше информации за секунду сможет обработать устройство. Правда, не только она влияет на его результативность. Архитектура также имеет значение.
• Число вычислительных блоков. Они призваны обрабатывать задачи — шейдеры, отвечающие за вершинные, геометрические, пиксельные и универсальные расчеты.

• Быстрота заполнения (филлрейт). Этот параметр может рассказать, с какой скоростью GPU может вырисовывать картинку. Он делится на 2 вида: пиксельный (pixel fill rate) и текстурный (texel rate). На первый влияет количество ROP-блоков в структуре проца, а на второй — текстурных (TMU).

Обычно в последних моделях GPU первых блоков меньше. Они записывают рассчитанные видеоадаптером пиксели в буферы и смешивают их, что по-умному называется блендинг. TMU выполняют выборку и фильтрацию текстур и другой информации, требуемой для выстраивания сцены и общих расчетов.

 

Геометрические блоки

Раньше на них никто не обращал внимания, потому что виртуальные игры имели простую геометрию. Этот параметр стали учитывать после появления в DirectX 11 тесселяции. Не понимаете, о чем я? Давайте по порядку.

DirectX является средой (набором инструментов) для написания игр. Чтобы вы ориентировались в теме, скажу, что последняя версия продукта — 12-я, которая вышла в 2015 году.

Тесселяция — это деление плоскости на части для заполнения их новой информацией, что повышает реализм игры.

Таким образом, если вы захотите с головой окунуться в атмосферу Metro 2033, Crysis 2, HAWX 2 и т. п., при выборе GPU учитывайте количество геометрических блоков.

 

Память

Собрались  брать новую видеокарту? Значит, вам нужно учесть еще несколько характеристик оперативки:

• Объем. Важность RAM несколько переоценена, так как не только ее емкость, но также тип и свойства влияют на производительность карты.
• Ширина шины. Это более весомый параметр. Чем шире, тем больше информации сможет отправить память чипу и наоборот за определенное время. Для воспроизведения игр необходимо минимум 128 бит.
• Частота. Тоже определяет пропускную способность оперативки. Но учтите, что память с 256-битной шиной и частотой 800 (3200) МГц работает продуктивнее, чем со 128 битами на 1000 (4000) МГц.
• Тип. Не буду грузить вас лишней информацией, а лишь назову оптимальные на сегодня типы — это GDDR 3 и 5 поколения.

 

Немного об охлаждении GPU

Задумали приобрести видеоадаптер с мощным чипом? Сразу позаботьтесь о выборе охлаждения. А если собираетесь регулярно выжимать из девайса все соки, можно подумать и над жидкостной системой.

В целом, следите за температурой видюхи. Помочь в этом вам может программа GPU-Z и т. п., которая помимо этого параметра расскажет все об устройстве.

Конечно, современные видеокарты оснащаются защитной системой, которая вроде бы не допускает перегрева. Для разных моделей предельная температура отличается. В среднем, она составляет 105 °C, после чего адаптер сам выключается. Но лучше поберечь дорогой девайс и обеспечить вспомогательное охлаждение.

Почерпнули для себя кое-что полезное?

Поделитесь этим с друзьями в социальных сетях. Вдруг они тоже не знают, что такое gpu.

До скорого!

 

 

В чем отличие CPU от GPU

Процессоры и графические ускорители очень похожи, они оба сделаны из сотен миллионов транзисторов и могут обрабатывать тысячи операций за секунду. Но чем именно отличаются эти два важных компонента любого домашнего компьютера?

В данной статье мы попытаемся очень просто и доступно рассказать, в чем отличие CPU от GPU. Но сначала нужно рассмотреть два этих процессора по отдельности.

Содержание статьи:

Что такое CPU?

CPU (Central Processing Unit или же Центральное Процессорное Устройство) часто называют «мозгом» компьютера. Внутри центрального процессора расположено около миллиона транзисторов, с помощью которых производятся различные вычисления. В домашних компьютерах обычно устанавливаются процессоры, имеющие от 1 до 4 ядер с тактовой частотой приблизительно от 1 ГГц до 4 ГГц.

Процессор является мощным, потому что может делать все. Компьютер способен выполнить какую-либо задачу, так как процессор способен выполнить эту задачу. Программистам удалось достичь этого благодаря широким наборам инструкций и огромным спискам функций, совместно используемых в современных центральных процессорах.

Что такое GPU?

GPU (Graphics Processing Unit или же Графическое Процессорное Устройство) представляет собой специализированный тип микропроцессора, оптимизированный для очень специфических вычислений и отображения графики. Графический процессор работает на более низкой тактовой частоте в отличие от процессора, но имеет намного больше процессорных ядер.

Также можно сказать, что GPU — это специализированный CPU, сделанный для одной конкретной цели — рендеринг видео. Во время рендеринга графический процессор огромное количество раз выполняет несложные математические вычисления. GPU имеет тысячи ядер, которые будут работать одновременно. Хоть и каждое ядро графического процессора медленнее ядра центрального процессора, это все равно эффективнее для выполнения простых математических вычислений, необходимых для отображения графики. Этот массивный параллелизм является тем, что делает GPU способным к рендерингу сложной 3D графики, требуемой современными играми.

Отличие CPU и GPU

Графический процессор может выполнить лишь часть операций, которые может выполнить центральный процессор, но он делает это с невероятной скоростью. GPU будет использовать сотни ядер, чтобы выполнить срочные вычисления для тысяч пикселей и отобразить при этом сложную 3D графику. Но для достижения высоких скоростей GPU должен выполнять однообразные операции.

Возьмем, например, Nvidia GTX 1080. Данная видеокарта имеет 2560 шейдерных ядер. Благодаря этим ядрам Nvidia GTX 1080 может выполнить 2560 инструкций или операций за один такт. Если вы захотите сделать картинку на 1% ярче, то GPU с этим справится без особого труда. А вот четырехъядерный центральный процессор Intel Core i5 сможет выполнить только 4 инструкции за один такт.

Тем не менее, центральные процессоры более гибкие, чем графические. Центральные процессоры имеют больший набор инструкций, поэтому они могут выполнять более широкий диапазон функций. Также CPU работают на более высоких максимальных тактовых частотах и имеют возможность управлять вводом и выводом компонентов компьютера. Например, центральный процессор может интегрироваться с виртуальной памятью, которая необходима для запуска современной операционной системы. Это как раз то, что графический процессор выполнить не сможет.

Вычисления на GPU

Даже несмотря на то, что графические процессоры предназначены для рендеринга, они способны на большее. Обработка графики — это только вид повторяющихся параллельных вычислений. Другие задачи, такие как майнинг Bitcoin и взломы паролей полагаются на одни и те же виды массивных наборов данных и простых математических вычислений. Именно поэтому некоторые пользователи используют видеокарты для не графических операций. Такое явление называется GPU Computation или же вычисления на GPU.

Выводы

В данной статье мы провели сравнение CPU и GPU. Думаю, всем стало понятно, что GPU и CPU имеют схожие цели, но оптимизированы для разных вычислений. Пишите свое мнение в комментариях, я постараюсь ответить.

Источник: www.maketecheasier.com