ما هي وحدة معالجة الرسوميات (GPU)؟
وحدة معالجة الرسوميات (GPU) هي شريحة أو دائرة إلكترونية قادرة على عرض الرسوميات للعرض على جهاز إلكتروني. تم تقديم وحدة معالجة الرسوميات إلى السوق الأوسع في عام 1999 وهي معروفة بشكل أفضل لاستخدامها في توفير الرسوميات السلسة التي يتوقعها المستهلكون في مقاطع الفيديو والألعاب الحديثة.
النقاط الرئيسية
- يشير مصطلح وحدة معالجة الرسوميات (GPU) إلى شريحة أو دائرة إلكترونية قادرة على عرض الرسوميات للعرض على جهاز إلكتروني.
- غالبًا ما يُستخدم مصطلح "GPU" بالتبادل مع "بطاقة الرسوميات"، على الرغم من أن الاثنين مختلفان.
- على الرغم من أن وحدات معالجة الرسوميات (GPUs) كانت شائعة في البداية بين محبي تحرير الفيديو وألعاب الكمبيوتر، إلا أن النمو السريع للعملات الرقمية قد خلق سوقًا جديدًا لها.
- تم تقديم وحدات معالجة الرسوميات (GPUs) لأول مرة إلى السوق الأوسع في عام 1999، وربما تُعرف بشكل أفضل لاستخدامها في توفير الرسوميات السلسة التي يتوقعها المستهلكون في مقاطع الفيديو الحديثة وألعاب الفيديو.
- كان هناك نقص في وحدات معالجة الرسومات (GPUs) مؤخرًا بفضل استخدامها في تعدين العملات الرقمية.
كيف تعمل وحدة معالجة الرسوميات (GPU)
تتكون الرسوميات في الفيديوهات وgs من إحداثيات متعددة الأضلاع يتم تحويلها إلى صور نقطية، وهي عملية تُعرف باسم "التصيير"، ثم تُحول إلى إشارات تُعرض على الشاشة. يتطلب هذا التحويل أن تكون وحدة معالجة الرسوميات (GPU) ذات قدرة معالجة عالية، مما يجعل وحدات معالجة الرسوميات مفيدة في التعلم الآلي، والذكاء الاصطناعي، والمهام الأخرى التي تتطلب عددًا كبيرًا من العمليات الحسابية المعقدة والمتقدمة.
تاريخ وحدة معالجة الرسوميات (GPU)
في عام 1999، قدمت شركة Nvidia بطاقة GeForce 256، وهي أول وحدة معالجة رسومات (GPU) متاحة على نطاق واسع. عرّفت Nvidia وحدة معالجة الرسومات بأنها "معالج ذو شريحة واحدة يحتوي على محركات متكاملة للتحويل والإضاءة وإعداد/قص المثلثات ومحركات التصيير، وقادر على معالجة ما لا يقل عن 10 ملايين مضلع في الثانية." حسّنت GeForce 256 من التكنولوجيا المستخدمة في المعالجات الأخرى من خلال تحسين أداء الألعاب ثلاثية الأبعاد.
بينما لا تزال شركة Nvidia تسيطر على سوق وحدات معالجة الرسوميات (GPU)، فقد تحسنت التكنولوجيا بشكل كبير. في العقد الأول من الألفية الثانية، أصدرت Nvidia بطاقة GeForce 8800 GTX التي تتمتع بمعدل ملء نسيج مذهل يبلغ 36.8 مليار في الثانية.
اليوم، شهدت وحدات معالجة الرسوميات (GPUs) انتعاشًا في شعبيتها. لقد توسع استخدامها ليشمل صناعات جديدة بفضل ظهور الذكاء الاصطناعي والعملات الرقمية. كما لعبت وحدات معالجة الرسوميات دورًا في توفير وصول أوسع إلى ألعاب الواقع الافتراضي ذات الجودة العالية.
وحدات معالجة الرسومات (GPUs) مقابل وحدات المعالجة المركزية (CPUs)
قبل وصول وحدات معالجة الرسومات (GPUs) في أواخر التسعينيات، كانت عملية عرض الرسوميات تتم بواسطة وحدة المعالجة المركزية (CPU). عند استخدامها بالتزامن مع وحدة المعالجة المركزية، يمكن لوحدة معالجة الرسومات زيادة أداء الكمبيوتر من خلال تولي بعض الوظائف المكثفة حسابيًا، مثل العرض، من وحدة المعالجة المركزية. هذا يسرع من سرعة معالجة التطبيقات نظرًا لأن وحدة معالجة الرسومات يمكنها إجراء العديد من العمليات الحسابية في وقت واحد. هذا التحول سمح أيضًا بتطوير برامج أكثر تقدمًا وتطلبًا للموارد.
يتم معالجة البيانات في وحدة معالجة الرسومات (GPU) أو وحدة المعالجة المركزية (CPU) بواسطة النوى. كلما زاد عدد النوى في وحدة المعالجة، زادت سرعة (وربما كفاءة) الكمبيوتر في إتمام المهام. تستخدم وحدات معالجة الرسومات (GPUs) آلاف النوى لمعالجة المهام بشكل متوازي. يختلف الهيكل المتوازي لوحدة معالجة الرسومات عن وحدة المعالجة المركزية، التي تستخدم عددًا أقل من النوى لمعالجة المهام بشكل تسلسلي. يمكن لوحدة المعالجة المركزية إجراء الحسابات بسرعة أكبر من وحدة معالجة الرسومات، مما يجعلها أفضل في المهام الأساسية.
اعتبارات خاصة
غالبًا ما يُستخدم مصطلح "GPU" بالتبادل مع "بطاقة الرسوميات"، على الرغم من أن الاثنين مختلفان. بطاقة الرسوميات هي قطعة من الأجهزة التي تحتوي على واحد أو أكثر من وحدات معالجة الرسوميات (GPU)، ولوحة فرعية، ومكونات إلكترونية أخرى تتيح لبطاقة الرسوميات العمل.
يمكن دمج وحدة معالجة الرسومات (GPU) في اللوحة الأم أو يمكن العثور عليها في اللوحة الفرعية لبطاقة الرسومات. في البداية، كانت أجهزة الكمبيوتر المتطورة فقط هي التي تحتوي على بطاقات رسومات. اليوم، تستخدم معظم أجهزة الكمبيوتر المكتبية عادةً بطاقة رسومات منفصلة تحتوي على وحدة معالجة رسومات (GPU) لتحسين الأداء، بدلاً من الاعتماد على وحدة معالجة رسومات مدمجة في اللوحة الأم.
وحدات معالجة الرسوميات (GPUs) وتعدين العملات الرقمية
بينما كانت وحدات معالجة الرسوميات (GPUs) شائعة في البداية بين محبي تحرير الفيديو وألعاب الكمبيوتر، فإن النمو السريع للعملات الرقمية cryptocurrencies خلق سوقًا جديدًا. يعود السبب في ذلك إلى أن تعدين العملات الرقمية cryptocurrency mining يتطلب آلاف الحسابات لإضافة المعاملات إلى سلسلة الكتل blockchain، وهو أمر يمكن أن يكون مربحًا مع الوصول إلى وحدة معالجة الرسوميات (GPU) وإمداد كهرباء منخفض التكلفة.
في السنوات الأخيرة، شهدت شركتان بارزتان في تصنيع بطاقات الرسوميات، وهما شركة Nvidia Corp. (NVDA) وشركة Advanced Micro Devices Inc. (AMD)، زيادة سريعة في المبيعات والإيرادات نتيجة لتعدين العملات الرقمية.
كان لهذا تأثير جانبي يتمثل في إحباط العملاء غير المهتمين بالتعدين، الذين شهدوا زيادة في الأسعار ونقصًا في العرض. ونتيجة لذلك، قام تجار التجزئة أحيانًا بتحديد عدد بطاقات الرسوميات التي يمكن للفرد شراؤها. بينما تحول معدّنو العملات الرقمية الأكثر شهرة، مثل البيتكوين، إلى استخدام شرائح متخصصة وأكثر فعالية من حيث التكلفة تُعرف باسم الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASICs)، لا تزال وحدات معالجة الرسوميات تُستخدم لتعدين العملات الأقل شهرة.
أدى ارتفاع شعبية العملات الرقمية إلى نقص كبير في وحدات معالجة الرسوميات (GPUs). ووفقًا لتقرير من The Verge، فقد تم حساب أن وحدات معالجة الرسوميات تُباع بأسعار تتراوح بين ضعفين إلى ثلاثة أضعاف سعرها في السوق على مواقع مثل eBay.
أمثلة على شركات GPU
شركة Advanced Micro Devices (AMD) وNvidia (NVDA) هما اثنان من أكبر الأسماء في سوق وحدات معالجة الرسومات (GPU). دعونا نلقي نظرة على كلا الشركتين أدناه.
شركة أدفانسد مايكرو ديفايسز (AMD)
AMD هي واحدة من أكثر الشركات الموثوقة في إنتاج بطاقات الرسوميات. بدأت الشركة المصنعة كشركة ناشئة في وادي السيليكون في عام 1969 وتطور منتجات الحوسبة والتصور عالية الأداء. دخلت AMD سوق وحدات معالجة الرسوميات (GPU) في عام 2006 عندما استحوذت على شركة ATI الرائدة في صناعة بطاقات الفيديو. منذ ذلك الحين، أصبحت AMD وNvidia اللاعبين المهيمنين في سوق وحدات معالجة الرسوميات. اعتبارًا من مايو 2021، تبلغ القيمة السوقية لشركة AMD حوالي 97.3 مليار دولار. وقد شحنت AMD أكثر من 500 مليون وحدة معالجة رسومية منذ عام 2013 وتسيطر على 17% من حصة السوق لوحدات معالجة الرسوميات.
تركز شركة AMD على سوق وحدات معالجة الرسوميات (GPU) في مجال ألعاب الكمبيوتر، وهي مفضلة بين اللاعبين حول العالم.
إنفيديا (NVDA)
Nvidia كانت أول شركة تقدم وحدات معالجة الرسوميات (GPUs) إلى العالم في عام 1999. كانت أول وحدة معالجة رسوميات في التاريخ تُعرف باسم Geforce 256. وكان عام 1999 أيضًا هو العام الذي أطلقت فيه Nvidia الطرح العام الأولي (IPO) بسعر 12 دولارًا للسهم الواحد. اعتبارًا من مايو 2021، يتم تداول السهم بحوالي 645 دولارًا للسهم الواحد.
تبلغ القيمة السوقية لشركة Nvidia حوالي 404.8 مليار دولار وتسيطر على 13% من حصة سوق وحدات معالجة الرسومات (GPU).
تمتلك شركة Nvidia نفوذًا كبيرًا في سوق وحدات معالجة الرسوميات المتقدمة. وفقًا لموقع Nvidia الإلكتروني، "ثمانية من أفضل 10 حواسيب فائقة في العالم تستخدم الآن وحدات معالجة الرسوميات من NVIDIA، أو شبكات InfiniBand، أو كلاهما. وتقوم NVIDIA بتشغيل 346 من إجمالي أنظمة TOP500 في القائمة الأخيرة."
الحاسوب الفائق الخاص بشركة Nvidia، والذي يُطلق عليه اسم Selene، يحتل المرتبة الخامسة عالميًا ويُعتبر أسرع حاسوب فائق صناعي في العالم.
الأسئلة الشائعة حول وحدة معالجة الرسوميات (GPU)
ما الفرق بين GPU وVGA؟
في حين أن وحدة معالجة الرسوميات (GPU) هي شريحة أو دائرة إلكترونية قادرة على عرض الرسوميات للعرض على جهاز إلكتروني، فإن موصل VGA أو موصل مصفوفة الرسوميات الفيديوية هو جهاز مادي يُستخدم لنقل إشارات الفيديو ومخرجات الفيديو من الكمبيوتر.
كيف تقوم بزيادة سرعة وحدة معالجة الرسوميات (GPU)؟
قبل زيادة سرعة المعالج، تأكد من تنظيف جهازك بشكل جيد وتثبيت أي تحديثات وإصلاحات للأخطاء في برنامجك. بفضل التحديثات في التكنولوجيا، أصبحت عملية زيادة سرعة المعالج بسيطة إلى حد ما. ببساطة قم بتثبيت برامج مثل Afterburner ودع النظام يقوم بالعمل. بعد اكتمال التثبيت، قم بتشغيل اختبار أداء الألعاب لتجربة البرنامج الجديد.
ما هو مقياس وحدة معالجة الرسوميات (GPU)؟
تُعد ميزة توسيع وحدة معالجة الرسوميات (GPU scaling) خاصية تتيح للمستخدمين تعديل نسبة العرض إلى الارتفاع للعبة بناءً على دقة شاشة العرض الخاصة بهم. يعتقد بعض المستخدمين أن تعديل نسبة العرض إلى الارتفاع سيعمل على تحسين جودة الصورة للشاشة بشكل أكبر.