وحدة المعالجة الرسومية^(GPU) أو وحدة المعالجة الرسومية^{(Graphical Processing Unit)} عبارة عن رقاقة مخصصة تم تصميمها خصيصًا للقيام بالمهام المتعلقة بالرسومات بمعدل أسرع بكثير من وحدة المعالجة المركزية^(CPU) أو وحدة المعالجة المركزية^{(Central Processing Unit)} . 

بشكل عام ، تتعامل وحدات معالجة الرسومات^(GPUs) مع الجانب المرئي لألعاب الفيديو بالإضافة إلى برامج تحرير الفيديو والتصميم الجرافيكي والتصميم ثلاثي الأبعاد والأدوات المماثلة الأخرى. في الآونة الأخيرة ، تم استخدام وحدات معالجة الرسومات^(GPUs) أيضًا للقيام ببعض المهام غير المتعلقة بالرسومات مثل تعدين العملات المشفرة ، والتي تعمل بشكل جيد مع تصميمها الداخلي الفريد.

الفرق بين^{(Difference Between)} وحدة معالجة الرسومات ووحدة^(GPU) المعالجة المركزية^(CPU)

يحتوي كل جهاز كمبيوتر ، سواء كان كمبيوتر محمول أو جهازًا لوحيًا أو وحدة تحكم في الألعاب ، على وحدة معالجة مركزية^(CPU) . وحدة المعالجة المركزية^(CPU) هي عقل الجهاز. عندما تقوم بتشغيل برنامج على جهازك ، فإن وحدة المعالجة المركزية^(CPU) هي التي تتبع التعليمات وتقوم بكل العمليات الحسابية اللازمة. بالطبع ، كل شريحة ميكرو تنفذ التعليمات ، فما الذي يجعل وحدة المعالجة المركزية^(CPU) مميزة؟ 

تحتوي معظم وحدات المعالجة المركزية الحديثة على أربعة أنوية لوحدة المعالجة المركزية^{(CPU cores)} ، على الرغم من أن هذا الرقم ينمو بسرعة. عدد العمليات الحسابية التي يمكن لوحدة المعالجة المركزية^(CPU) القيام بها في نفس الوقت محدود بعدد النوى. لكن وحدة المعالجة المركزية^(CPU) جيدة جدًا في إجراء عدد صغير من العمليات الحسابية المعقدة من أي نوع ، بسرعة كبيرة ، واحدة تلو الأخرى.

ومع ذلك ، فإن وحدات معالجة الرسومات^(GPUs) الحديثة لها فلسفة تصميم مختلفة تمامًا. بدلاً من عدد صغير من نوى المعالجة المعقدة كاملة الوظائف ، لديهم مئات أو آلاف من نوى المعالجات البسيطة المصممة لتنفيذ التعليمات بالتوازي ، والمتعلقة تحديدًا بالرسومات. 

على سبيل المثال ، تعليمات لتظليل بكسل في الصورة بطريقة معينة. تحتوي شاشات الكمبيوتر الحديثة^(Modern) على ملايين البكسل. يتطلب عرض وتحريك رسومات ثلاثية الأبعاد واقعية بمعدلات إطارات سلسة قوة المعالجة المتوازية الهائلة هذه. لذلك إذا كنت تريد معالجة الكثير والكثير من الأوامر البسيطة في نفس الوقت ، فأنت تريد وحدة معالجة الرسومات^(GPU) .

هل وحدات معالجة ^{(Are GPUs)}الرسومات وبطاقات الرسومات^{(Graphics Cards)} هي نفس الشيء^{(Same Thing)} ؟

أصبح من الشائع استخدام المصطلحين " GPU " و "بطاقة الرسومات" بالتبادل. مما^(Which) يؤدي إلى مواقف يقول فيها شخص ما أن جهاز الكمبيوتر الخاص به لا يحتوي على وحدة معالجة^(GPU) رسومات ، ولكن ما يقصده حقًا هو أن الكمبيوتر لا يحتوي على بطاقة رسومات.

ما هي وحدة معالجة الرسوميات GPU^(GPU) ؟ تشير وحدة معالجة الرسومات^(GPU) على وجه التحديد إلى المعالج الدقيق نفسه ، ولكن بالطبع لا يمكن لوحدة معالجة الرسومات ( GPU ) أن تعمل بمفردها. يحتاج إلى مكونات أخرى للقيام بعمله. لذلك دعنا نتعرف على الطرق المختلفة التي يتم بها حزم وحدات معالجة الرسومات .^(GPUs)

بطاقات الجرافيكس

بطاقة الرسومات عبارة عن جهاز منفصل يتم توصيله بفتحة قياسية باللوحة الأم للكمبيوتر. وتتكون من لوحة الدوائر المطبوعة ووحدة معالجة الرسومات^(GPU) والذاكرة وموصلات العرض وموصلات الطاقة ومكونات مختلفة أخرى تحتاجها وحدة معالجة الرسومات^(GPU) .

تحتوي بطاقات الرسومات أيضًا على أنظمة تبريد مخصصة تساعد في الحفاظ على وحدة معالجة الرسومات^(GPU) في درجة حرارة تشغيل آمنة. تتمثل الفائدة الرئيسية لبطاقات الرسومات في إمكانية استبدالها بسهولة بطرازات أحدث دون الحاجة إلى استبدال الكمبيوتر أو اللوحة الأم بالكامل.

وحدات معالجة الرسومات المدمجة

تم دمج وحدات معالجة الرسومات^(GPUs) المدمجة في نفس السكن مثل وحدة المعالجة المركزية^(CPU) . لذا فإن الكمبيوتر المجهز بأحد هذه الأجهزة لا يحتاج إلى بطاقة رسومات منفصلة لكي يعمل. يتم توفير موصلات العرض من خلال اللوحة الأم وتشترك ^(Display)وحدة معالجة الرسومات^(GPU) في نفس مجموعة الذاكرة مثل وحدة المعالجة المركزية^(CPU) . بالطبع ، تشترك وحدة المعالجة المركزية^(CPU) ووحدة معالجة الرسومات^(GPU) أيضًا في نفس نظام التبريد ومصدر الطاقة. 

تعد وحدات معالجة الرسومات^(GPUs) المدمجة قوية جدًا هذه الأيام ويمكن استخدام بعضها لرسومات ألعاب الفيديو المتواضعة ، لكن ميزتها الرئيسية هي توفير التكلفة والمساحة. وهذا^(Which) هو سبب كونها حلًا شائعًا في العديد من أجهزة الكمبيوتر المحمولة.

تحتوي الأجهزة اللوحية والهواتف الذكية أيضًا على وحدات معالجة رسومات^(GPUs) مدمجة ، ولكنها جزء من حزمة "نظام على شريحة". على أجهزة الكمبيوتر ، تشترك وحدة المعالجة المركزية ( CPU ) ووحدة معالجة الرسومات ( GPU ) فقط في نفس الحزمة في حالة SoCs ، تكون ذاكرة الوصول العشوائي ( RAM ) والتخزين ووحدات التحكم الطرفية والمكونات الأخرى التي تشكل النظام بأكمله على نفس حزمة السيليكون.

وحدات معالجة رسومات مخصصة

تختلف وحدة معالجة الرسومات^(GPU) المخصصة عن بطاقة الرسومات ووحدات معالجة الرسومات^(GPUs) المدمجة . من الأسهل اعتبارها بطاقة رسومات مضمنة في الكمبيوتر. أجهزة الكمبيوتر المحمولة هي الأجهزة الرئيسية التي تستخدم وحدات معالجة رسومات^(GPUs) مخصصة .

تمامًا كما هو الحال مع بطاقة الرسومات ، تتمتع وحدة معالجة الرسومات ( GPU ) بذاكرتها الخاصة وتبريدها ، ولكن على عكس بطاقة الرسومات ، لا يمكنك تغيير أو ترقية وحدة معالجة الرسومات^(GPU) الخاصة بك . هناك عدد قليل من أجهزة الكمبيوتر المحمولة التي تستخدم وحدات GPU قابلة للتبديل ، ولكن هذا استثناء نادر.

بطاقات الجرافيكس الخارجية

تطور حديث ، بطاقات الرسوم الخارجية ، تستفيد من المنافذ عالية السرعة على أجهزة الكمبيوتر الحديثة. Thunderbolt 3 عبر USB C^{(Thunderbolt 3 over USB C)} هو الحل المفضل. يمكن أن تكون البطاقات الخارجية إما حلاً متكاملاً ، أو مجرد حاوية يمكنك استخدامها مع أي بطاقة رسومات مناسبة.

يعد هذا حلاً جيدًا لمستخدمي الكمبيوتر المحمول الذين يريدون حل GPU أكثر قوة عندما يكونون على مكتب. يمكنك قراءة المزيد عن وحدات معالجة الرسومات الخارجية^{(external GPUs)} في مقالتنا عنها.

فهم مواصفات وحدة معالجة الرسومات

إذا كنت تريد معرفة كيفية الاختيار من بين بطاقات رسومات مختلفة ، فقم بإلقاء نظرة على دليل مشتري بطاقة الرسومات^{(graphics card buyer’s guide)} لدينا للحصول على شرح مفصل لمواصفات وحدة معالجة الرسومات^(GPU) . إذا كنت تريد فقط ملخصًا سريعًا ، فإليك الأرقام الأساسية التي تهم عندما يتعلق الأمر بوحدات معالجة الرسومات^(GPU) :

• عدد المعالجات
• مقدار الذاكرة
• إجمالي عرض النطاق الترددي للذاكرة
• الميزات الخاصة ، مثل تتبع أشعة الأجهزة

لسوء الحظ ، فإن معرفة هذه الأرقام أو التفاصيل لن يخبرك كثيرًا عن كيفية أداء وحدة معالجة الرسومات^(GPU) أو بطاقة الرسومات. في النهاية ، ما يهم أكثر هو الأداء مع التطبيقات التي تريد تشغيلها ، والتي يمكنك العثور عليها بسهولة في المعايير المنشورة عبر الإنترنت.

مهام حوسبة GPU العامة

آخر شيء مهم يجب معرفته عن وحدات معالجة الرسومات^(GPUs) الحديثة هو أنه يمكن استخدامها في مهام معينة غير متعلقة بالرسومات. نظرًا لأن وحدات معالجة الرسومات^(GPUs) تتكون أساسًا من عدد هائل من المعالجات البسيطة ، فإن أي مهمة تتطلب الكثير من العمليات الحسابية التي يتم إجراؤها بالتوازي قد تستفيد من التشغيل على وحدة معالجة الرسومات^(GPU) .

على سبيل المثال ، تعمل علامة Nvidia التجارية للبطاقات مع تعليمات CUDA ( Compute Unified Device Architecture ). يمكنك كتابة برنامج باستخدام CUDA بحيث يستفيد من التصميم الفريد لوحدة معالجة الرسومات لتسريع أنواع معينة من الحسابات.

هناك أيضًا OpenCL ، وهو غير مرتبط بعلامة تجارية معينة من البطاقات. يتم تطبيق وحدات معالجة الرسومات^(GPUs) لتحليل البيانات الضخمة ، والتعلم الآلي ، والتعلم العميق ، وتعدين العملات المشفرة ، وقائمة متزايدة باستمرار من الوظائف المتقدمة التي كانت بحاجة إلى أجهزة كمبيوتر عملاقة في الماضي.

أستطيع أن أرى بوضوح الآن

هذه هي أهم الحقائق التي تحتاج إلى معرفتها حول ماهية وحدات معالجة الرسومات^(GPUs) . أنت الآن تعرف ما هي ، ولماذا تستخدم ، وكيف تختلف عن الأنواع الأخرى من المعالجات. يجب أن نكون جميعًا ممتنين لوحدات معالجة الرسومات^(GPUs) . سيكون استخدام أجهزة الكمبيوتر أقل سخونة وسلاسة بدونها!

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

• يوضح HDG - Swapfile.sys و Hiberfil.sys و Pagefile.sys في Windows

• لا يمكن قراءة بطاقة SD؟ إليك كيفية إصلاحه

• 6 إصلاحات عندما لا يستجيب تطبيق Spotify أو لا يفتح

• كيفية إصلاح خطأ "أقراص الصفر ممتلئة" في برنامج فوتوشوب

• ماذا تفعل إذا تم حظر دخولك إلى حساب Google الخاص بك

• كيفية إصلاح عدم شحن جهاز Amazon Fire Tablet

• خرائط جوجل لا تعمل: 7 طرق لإصلاحها

• ماذا تفعل إذا نسيت كلمة مرور Snapchat أو البريد الإلكتروني

• 21 أوامر CMD يجب على جميع مستخدمي Windows معرفتها

• ماذا تفعل إذا كنت تعتقد أن جهاز الكمبيوتر أو الخادم لديك مصاب ببرامج ضارة

• تصحيح: لا يمكن الاتصال بخطأ في شبكة Steam

• كيفية إصلاح خطأ "تعذر العثور على عنوان IP للخادم" في Google Chrome

• تصحيح: قرص غير متعلق بالنظام أو خطأ في القرص في Windows

• نصائح حول استكشاف الأخطاء وإصلاحها عندما لا تعمل تقنية Bluetooth على جهاز الكمبيوتر أو الهاتف الذكي

• WiFi تحافظ على قطع الاتصال طوال الوقت؟ إليك كيفية إصلاحه

• تصحيح: Verizon Message + تحافظ على التوقف أو لا تعمل

• 9 إصلاحات عندما يستمر Microsoft Edge في التعطل

• ما هو DirectX ولماذا هو مهم؟

• 9 إصلاحات عندما لا تعمل دردشة Xbox Party

• كيفية إصلاح عدم تحميل تعليقات YouTube في Chrome