Что такое gpu и cpu на телефоне

В чем разница между CPU и GPU?

CPU и GPU — это процессоры. Между ними есть много общего, однако сконструированы они были для выполнения разных задач. В чём конкретно выражается разница между CPU и GPU, вы узнаете из этой статьи.

Примечание Вы читаете улучшенную версию некогда выпущенной нами статьи.

Что такое CPU

CPU — это центральный процессор (англ. central processing unit).

Основная функция — выполнение цепочки инструкций за максимально короткое время.

CPU спроектирован таким образом, чтобы выполнять несколько цепочек одновременно или разбивать один поток инструкций на несколько и, после выполнения их по отдельности, сливать их снова в одну, в правильном порядке. Каждая инструкция в потоке зависит от следующих за ней. Именно поэтому в CPU так мало исполнительных блоков, а весь упор делается на скорость выполнения и уменьшение простоев, что достигается при помощи кэш-памяти и конвейера.

Если вы хотите знать не только что такое CPU, но и как работает процессор, то прочтите эту статью.

Что такое GPU

GPU — это графический процессор (англ. graphics processing unit).

Основная функция — рендеринг 3D-графики и визуальных эффектов.

GPU получает на вход полигоны, а после проведения над ними необходимых математических и логических операций выдаёт координаты пикселей. По сути, работа GPU сводится к оперированию над огромным количеством независимых между собой задач. Поэтому он содержит огромное количество исполнительных блоков — в современных GPU их 2048 и более.

Отличие CPU от GPU

С понятиями разобрались, теперь посмотрим, в чём отличие CPU от GPU.

1. Доступ к памяти. В GPU он связанный и легко предсказуемый — если из памяти читается элемент текстуры, то через некоторое время настанет очередь и соседних текселов. С записью ситуация аналогичная.
2. Размер кэш-памяти. Графическому процессору, в отличие от универсальных процессоров, не нужна кэш-память большого размера. Для текстур требуются лишь 128–256 килобайт.
3. Поддержка многопоточности. Центральный процессор исполняет 1–2 потока вычислений на одно ядро, а графический процессор может поддерживать несколько тысяч потоков на каждый мультипроцессор, которых в чипе несколько штук. И если переключение с одного потока на другой для CPU стоит сотни тактов, то GPU переключает несколько потоков за один такт.
4. Архитектура. В CPU большая часть площади чипа занята под буферы команд, аппаратное предсказание ветвления и огромные объемы кэш-памяти, а в GPU большая часть площади занята исполнительными блоками.

Схематичное представление CPU и GPU

Почему для майнинга используется GPU, а не CPU

Если CPU принимает решения в соответствии с указаниями программы, то GPU — производит огромное количество однотипных вычислений. Выходит, что если подавать на графический процессор независимые простейшие математические задачи, то он справится значительно быстрее, чем центральный процессор. Этим успешно пользуются майнеры биткоинов.

Суть майнинга заключается в том, что компьютеры решают математические задачи, в результате которых создаются биткоины. Все биткоин-переводы по цепочке передаются майнерам, чья работа состоит в том, чтобы подобрать из миллионов комбинаций один-единственный хэш, подходящий ко всем новым транзакциям и секретному ключу, который и обеспечит майнеру получение награды. Скорость вычисления напрямую зависит от количества исполнительных блоков. Поэтому GPU больше подходят для выполнения данного типа задачи, нежели CPU. Чем больше количество произведенных вычислений, тем выше шанс получить биткоины.

Что такое GPU и CPU на телефоне?

central processing unit, CPU, дословно — центральное обрабатывающее устройство) — электронный блок, либо интегральная схема (микропроцессор), исполняющая машинные инструкции (код программ), главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера.

Как включить GPU на телефоне?

На устройствах с версией 4.2 и выше режим по умолчанию скрыт. Для активации идёт в Настройки | О телефоне и семь раз щёлкаем по строке Номер сборки. После активации заходим в Опции разработчика и находим пункт Настроить параметры GPU визуализации (Profile GPU rendering), который следует включить.

Настоящее игровое железо или что нужно знать про GPU смартфона

Основная функция графического процессора — это рендеринг 3D графики, визуальных эффектов и отображения всего этого на экране смартфона. GPU получает на входе полигоны (многоугольники, минимальные поверхности для визуализации) и после проведения над ними необходимых математических и логических операций выдает на выходе координаты пикселей. Графический процессор оперирует огромным количеством независимых между собой задач, для этого у него есть много исполнительных блоков. В современных десктопных GPU их может быть несколько тысяч. Основной упор в такой системе ставится на количество и скорость выполнения параллельных вычислений.

Можно выделить несколько основных характеристик графического процессора в той или иной мере влияющих на производительность. Давайте рассмотрим их подробнее.

Тип архитектуры. Для начала рассмотрим понятие шейдера – это программа, предназначенная для выполнения графическим процессором. Они бывают трех типов:

• вершинные (vertex shader) – обрабатывают данные вершин многогранников (координаты, цвет и т.д.);
• геометрические (англ. geometry shader) – оперируют масивом данных, которые полученны от вершинных шейдеров;
• пиксельные или фрагментные (англ. pixel shader) – работают с фрагментами изображения и текстурами, оперируют данными пикселя (координаты, цвет и т.д.).

Существуют архитектуры, где за каждый такой тип отвечает отдельные шейдерные ядра. Сейчас же в основном используются унифицированные процессоры, где одновременно обрабатываются вершинные, геометрические и пиксельные шейдеры. Количество таких ядер может варьироваться. Также особенностями архитектур современных графических процессоров является организация системы управления ядрами, кэш памяти, взаимодействия с другими модулями SoC.

Норма техпроцесса. Тут все аналогично CPU. Чем меньше эта величина (измеряется в нанометрах), тем более графический процессор будет производительнее, энергоэффективнее.

Тактовая частота ядра GPU. Грубо говоря – это количество задач, выполняемых за единицу времени. Соответственно, чем выше частота, на которой работает графическое ядро, тем лучше его производительность. Аналогично центральному процессору измеряется частота в герцах.

Все вышеописанные параметры влияют на такие общепринятые числовые характеристики, как:

• количество обработки треугольников в секунду, измеряется обычно в миллионах — Мега (MTriangles/s);
• количество обработки пикселей в секунду, измеряется обычно в миллионах — Мега (MPixel/s);
• количество обработки операций с плавающей точкой в секунду, измеряется обычно в миллиардах — Гига (GFLOPS).

Разобравшись с параметрами GPU, давайте коротко вспомним об основных игроках на этом рынке.

Adreno – графический чип Qualcomm, используется в их SoC Snapdragon. Изначально этот GPU разрабатывался фирмой ATI Imageon. Видя перспективу смартфонов на операционной системе Android, компания Qualcomm в 2009 году выкупила подразделение ATI, переименовав Imageon в Adreno. Популярные графические чипы данной марки: Adreno 203, 205, 305 — бюджетные решения, Adreno 320, 330, 420 – флагманские.

NVIDIA GeForce ULP – детище мирового лидера по производству графических систем в первую очередь для стационарных компьютеров и ноутбуков. Рынок же устройств на ОС Android Nvidia начала завоёвывать с SoC Tegra 2. Ориентируясь в основном на оптимизацию для игр, компания своими последующими решениями (Tegra 3, Tegra 4) застолбила за собой немалую часть рынка. А графический процессор SoC Tegra K1 и вовсе произвел фурор.

PowerVR – это GPU с наибольшей долей рынка мобильных устройств. Разработка фирмы Imagination Technologie. Эта компания начинала с графических решений для стационарных ПК и игровых консолей, но не выдержав конкуренции с ATI и Nvidia перешла в область мобильных устройств, где серьёзно преуспела. Кроме смартфонов и планшетов на ОС Android, PowerVR является основным поставщиком графических чипов для Apple. Наиболее знаковые продукты: PowerVR SGX 531, SGX 544MP, SGX 545, SGX 543MP2, GX6200, GX6650.

Mali – разработка основоположника процессорной архитектуры для большинства мобильных устройств компании ARM Limited. Первые шаги в производстве GPU были предприняты ее норвежским подразделением ARM Norway. Первым полноценным GPU стала модель Mali-200, которую заменила Mali-300 с уровнем графики как в Sony PSP. Далее была очень популярная многоядерная Mali-400, T604 и флагманские Mali-T760, 820, 860. Графический процессор Mali в своих SoC широко используют MediaTek, Rockchip, Samsung.

Далее я хотел бы привести некую сводную таблицу с ключевыми параметрами популярных графических чипов. К сожалению, я не смог найти и проверить абсолютно все данные. Смотрите, изучайте, делайте выводы.

Я не привожу результаты многих синтетических тестов, так как практически во всех бенчмарках производительность графики вычисляется только в целом всей SoC и как показывает практика они не всегда объективны. Разве что покажу топ10 устройств c максимально производительной графикой от 3DMark.

Уровень графики в играх для современных смартфонов довольно высок. Запросто может сравниться с решениями для стационарных ПК. Параллельно растут требования к производительности графических процессоров. В ответ разработчики улучшают архитектуру, увеличивают количество ядер, повышают тактовую частоту. Но опять же, мы должны понимать, что на производительность графического процессора в приложениях влияют все компоненты SoC, причем не менее важна программная оптимизация. Только при совпадении всех факторов можно рассчитывать на выдающийся результат. Не забывайте об этом при выборе смартфона для игр!

Всё о том что такое GPU и чем она отличается от CPU

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.

GPU: не путать 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

Задумали установить мощный чип? Сразу позаботьтесь о дополнительном охлаждении в виде радиаторов, кулеров, 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. До скорого!