Что такое GPU в в вашем компьютере? Разница между CPU и GPU. Центральный и графический процессор

13.09.2019

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.

CPU

Основная задача CPU, если говорить простыми словами, это выполнение цепочки инструкций за максимально короткое время. CPU спроектирован таким образом, чтобы выполнять несколько таких 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, и 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 .

GPU

Основная функция GPU - рендеринг 3D графики и визуальных эффектов, следовательно, в нем все немного проще: ему необходимо получить на входе полигоны, а после проведения над ними необходимых математических и логических операций, на выходе выдать координаты пикселей. По сути, работа GPU сводится к оперированию над огромным количеством независимых между собой задач, следовательно, он содержит большой объем памяти, но не такой быстрой, как в CPU, и огромное количество исполнительных блоков: в современных GPU их 2048 и более, в то время как у CPU их количество может достигать 48, но чаще всего их количество лежит в диапазоне 2-8.

Основные отличия

CPU отличается от GPU в первую очередь способами доступа к памяти. В GPU он связанный и легко предсказуемый - если из памяти читается тексел текстуры, то через некоторое время настанет очередь и соседних текселов. С записью похожая ситуация - пиксель записывается во фреймбуфер, и через несколько тактов будет записываться расположенный рядом с ним. Также графическому процессору, в отличие от универсальных процессоров, просто не нужна кэш-память большого размера, а для текстур требуются лишь 128–256 килобайт. Кроме того, на видеокартах применяется более быстрая память, и в результате GPU доступна в разы большая пропускная способность, что также весьма важно для параллельных расчетов, оперирующих с огромными потоками данных.

Есть множество различий и в поддержке многопоточности: CPU исполняет 1 2 потока вычислений на одно процессорное ядро, а GPU 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.

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. Вышеописанное устройство схематично изображено ниже:

Разница в скорости вычислений

Если CPU - это своего рода «начальник», принимающий решения в соответствии с указаниями программы, то GPU - это «рабочий», который производит огромное количество однотипных вычислений. Выходит, что если подавать на GPU независимые простейшие математические задачи, то он справится значительно быстрее, чем центральный процессор. Данным отличием успешно пользуются майнеры биткоинов.

Майнинг Bitcoin

Суть майнинга заключается в том, что компьютеры, находящиеся в разных точках Земли, 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 в 25 биткоинов за раз. Так как скорость вычисления напрямую зависит от количества исполнительных блоков, получается, что GPU значительно лучше подходят для выполнения данного типа задачи, нежели CPU. Чем больше количество произведенных вычислений, тем выше шанс получить биткоины. Дело даже дошло до сооружения целых ферм из видеокарт.

В материнской плате расположено много важных составляющих частей компьютера, которые носят свои уникальные названия: CPU, GPU, HDD, SSD, ОЗУ и так далее. Каждая из этих аббревиатур имеет свою расшифровку, но в данный момент имеет значение, что же это - GPU?

Есть схожее название с этим термином - это CPU. Многие неопытные пользователи путают эти названия, что неверно. Для начала стоит пояснить, что CPU - это центральный процессор, который является мозгом всей системы. Расшифровывается эта аббревиатура так - Central Processor Unit.

Однако стоит знать, что GPU - это тоже процессор, только графического решения. В его задачу входит обработка и вывод на экран изображения. Полное название аббревиатуры выглядит таким образом - Graphic Processing Unit.

Благодаря этим пояснениям можно понять, что GPU - это не центральный процессор, который обрабатывает только данные графического типа. Он подчиняется протоколам центрального процессора и, в отличие от него, имеет свое логическое устройство. Так же, как и у главного процессора, у графического есть ядра, только их не десятки, а тысячи. Такое большое количество ядер необходимо для получения и обработки данных, связанных с прорисовкой и временными многочисленными задачами.

Теперь, когда уже имеется общее представление о том, что GPU - это графический процессор и его задачей является обработка графических данных, можно перейти к перечислению.

На данный момент есть два вида встроенных графических процессоров - это интегрированные в материнскую плату и встроенные в процессор.

В первом варианте чип графического процессора распаян прямо на текстолите материнской платы, и мало кто знает, что это GPU. Выглядит он как обычный чип черного цвета, на котором есть наименование марки, порядковый номер и комбинация цифр, которая указывает на некоторые параметры. Так как такие графические решения не имеют собственного объема памяти, они заимствуют данный параметр у оперативной памяти, используя ее объем.

В случае со встроенным в процессор чипом его сложно увидеть, получится это только при разборе самого центрального процессора. Практически во всех процессорах нового поколения имеется дополнительное ядро, которое именуется графическим. Цена процессора при этом вырастает не намного, зато избавляет от нужды в дискретной видеокарте.

Встроенные графические процессоры позволяют сэкономить на энергопотреблении на несколько десятков процентов, что положительно сказывается на теплоотдаче. Однако есть и значительные минусы, и один из них - это низкая производительность. Такая экономная графика хорошо подходит для работы с офисными программами и приложениями, не требующими больших мощностей.

GPU в компьютере - что это такое и как его определить? Если ранее было представлено два вида графических процессоров в интегрированном виде, то далее можно рассмотреть вариант дискретной видеокарты. Исходя из этого можно понять, что GPU - это такое обозначение лишь процессора, одной из деталей которого является видеокарта. Однако эта деталь является самой важной. Еще на плате видеокарты расположены чипы памяти, конденсаторы, разъем или разъемы для питания, защитный кожух, радиатор и кулер.

Различие интегрированной и дискретной видеокарты в том, что вторая гораздо мощнее и производительнее, чем встроенный вариант. Во-первых, имеется свой объем памяти, что напрямую влияет на скорость отрисовки объектов. Во-вторых, в ее параметры входит шина расширения, битность которой позволяет увеличить пропускную способность для передачи данных.

Такие графические адаптеры требуют дополнительного питания, чтобы просто запуститься и выдавать качественное изображение. Несмотря на всю мощь, есть и офисные варианты дискретных видеокарт, которые мало чем отличаются от интегрированных собратьев. Игровые варианты более мощные по строению и потенциалу, но потребляют гораздо больше энергии.

Температурный режим

Для лучшего функционирования нужно знать, что такое GPU в компьютере и его температура. Как охладить встроенный и дискретный GPU? Для охлаждения интегрированного графического процессора достаточно разместить вентиляторы в корпусе, а у дискретных вариантов есть собственная система охлаждения. В зависимости от того, сколько вентиляторов находится над чипом, будет ясно, как хорошо охлаждается чип.

Система охлаждения видеокарты достаточно проста - чип с помощью нанесенной на него термопасты соприкасается с трубками теплоотвода, они переходят к радиатору, который охлаждается с помощью кулера.

Рабочая температура чипа составляет не более 70 градусов, дальнейшее повышение температуры можно считать перегревом. Чтобы не допустить перегрева видеокарты, достаточно своевременно прочищать от пыли видеокарту, менять при этом термопасту. Для того чтобы узнать нынешнее состояние температуры в видеокарте, достаточно запустить соответствующие программы, например, AIDA 64. Там можно увидеть температуру не только графического адаптера, но и всей системы.

GPU-Z - бесплатная программа для получения сведений о технических характеристиках видеоадаптера (видеокарты, графического процессора) в операционной системе Windows. Программа GPU-Z выводит полную информацию о видеокарте, установленной на компьютере.

Видеоадаптером (графический ускоритель) может быть видеокартой, видеоконтроллером, встроенным (интегрированным) видеомодулем. Программа TechPowerUp GPU-Z определит модель графического устройства, покажет его характеристики, которые пользователь может использовать для диагностики или разгона видеоадаптера (оверклокинга).

Основные возможности программы GPU-Z:

  • поддержка видеокарт NVIDIA, AMD (ATI), Intel
  • всесторонняя информация о видеокарте, графическом процессоре, частоте, типе памяти и т. д.
  • вывод характеристик датчиков в реальном времени

Для загрузки программы GPU-Z перейдите на официальный сайт компании TechPowerUp, производителя утилиты.

gpu z скачать

Программа не требует установки на компьютер, GPU-Z можно просто запустить на компьютере, используя утилиту качестве portable (переносного) приложения. При необходимости, предусмотрена возможность установки программы на компьютер.

После запуска утилиты, в окне «Install GPU-Z?» выберите пункт «No» для того, чтобы использовать программу, без установки на компьютер.

Параметры видеокарты в GPU-Z

Программа GPU-Z имеет три вкладки: «Graphic Card», «Sensors», «Validation». В правом верхнем углу находятся две кнопки: кнопка для создания снимков окна программы (скриншотов), и кнопка для входа в настройки утилиты.

После запуска утилиты откроется окно программы TechPowerUp GPU-Z во вкладке «Graphics Card». Здесь подробно представлена вся информация о видеоадаптере компьютера.

На моем компьютере установлена видеокарта NVIDIA GeForce GTX 750 Ti. В окне программы отображены подробные характеристики видеокарты: имя, тип графического процессора, его ревизия, по какому технологическому процессу он был изготовлен, тип и частота памяти, ширина шины, идентификатор устройства (Device ID), частота процессора, частота по умолчанию, и другие параметры (версия BIOS, поддержка версии DirectX и т. д.).

Для того, чтобы получить подробную информацию в GPU-Z на русском языке, подведите курсор мыши к значению, выводимому программой. После этого, откроется окно с подсказкой (объяснением данного параметра).

В нижней части окна программы отображены технологии: OpenCL, CUDA, PhysX, DirectCompute 5.0, которые поддерживаются данной видеокартой.

После нажатия на кнопку «Lookup», произойдет открытие специальной веб-страницы на сайте TechPowerUp с подробными характеристиками данной видеокарты.

Если на вашем компьютере есть несколько графических ускорителей, то в нижней части окна программы GPU-Z, можно переключиться между видеокартами для получения информации о другом видеоадаптере.

Например, на моем компьютере есть интегрированное видеоядро (Intel HD Graphics 4400), встроенное в материнскую плату (Gigabyte).

В этом окне представлена полная информация об интегрированной графике Intel и поддерживаемых технологиях.

Во вкладке «Sensors» отображается информация, получаемая с датчиков в режиме реального времени: частота графического процессора, частота видеопамяти, температура графического процессора, скорость вращения кулера (вентилятора), текущая загрузка видеопамяти и т. д.

Во вкладке «Validation» можно зарегистрироваться для получения идентификатора.

Настройки GPU-Z

В окне «GPU-Z Setting», во вкладке «General» можно выбрать язык, работающий в подсказках, включить запуск GPU-Z вместе со стартом Windows, выбрать вкладку, в которой будет открываться программа, проверить обновления, запустить установку программы на компьютер.

Во вкладке «Setting» можно изменить количество активных датчиков (включить или отключить), показания которых учитывает программа ГПУ Зет.

Вкладка «ASIC Quality» выдает информацию о качестве (общей мощности) видеокарты, по сравнению с аналогичными видеоадаптерами по базе данных проверки в GPU-Z, приводятся параметры интерпретации этих сведений.

Выводы статьи

Бесплатная программа GPU-Z служит для получения справочной информации о видеоадаптере (видеокарте), установленном на компьютере. Программа GPU-Z диагностирует видеокарту для получения необходимых сведений, которые нужны как обычному пользователю, так и оверклокеру для разгона видеокарты.

Если вы можете похвастаться компьютером с хорошей видеокартой, то можно начать добывать биткоины прямо сейчас. Однако для того, чтобы увеличить прибыль и заниматься этим профессионально, мы рекомендуем приобрести несколько видеокарт (оптимально от 4 до 6) и собрать собственную .

За счёт установки нескольких видеоадаптеров вы сможете повысить уровень производительности компьютера, который будет считать намного быстрее т.к. именно видеокарты дают всю вычислительную мощность для майнинга (для большинства алгоритмов).

Отметим, что с учетом текущих цен на видеокарты в 2019 году стал выгоднее облачный GPU майнинг, который выгоднее покупки собственного оборудования, намного более гибкий в размере инвестиций и не требует обслуживания своих ферм. Мы сделали с рейтингом лучших сервисов по итогам нескольких последних лет.

Навигация по материалу:

Сколько можно заработать на одной видеокарте?

Имея некоторое представление о том, как , следует знать, какие видеоадаптеры подходят лучше всего для майнинга. Отличным вариантом станет AMD Radeon пятой серии и выше. Так как от производительности данного девайса будет зависеть итоговая сумма вашего заработка, рекомендуется обзавестись флагманами.

Есть мнение, что при использовании видеокарт производства AMD скорость вычисления немного выше, чем у аналогов под брендом nVidia. Но это сильно зависит от алгоритма вычислений на котором строится каждая конкретная криптовалюта. Соответственно, чем больше вычислений в секунду, тем существеннее ваш заработок.

Важно помнить, что если вы решите майнить, используя одну, даже самую топовую видеокарту, её производительности будет недостаточно. Вы потратите очень много времени, прежде чем добудете 1 BTC. Например, если будет задействован GPU Radeon HD 7970, ваш результат будет около 555 MH/s, а дневная добыча — на уровне 0,0031 BTC, или 80 центов. При этом стоит учитывать, что во время майнинга потребление электроэнергии возрастает. Поэтому такой способ добычи криптовалюты считается нецелесообразным.

Какую видеокарту выбрать — производительность на разных алгоритмах

Зная, как заработать на видеокарте, будущий майнер оказывается перед непростым выбором между тем или иным видеоадаптером, который необходимо приобрести для самодельной фермы.

GTX 1080

GTX 1050

Приведённые в таблице модели окупаются намного быстрее своих аналогов и являются, судя по отзывам специалистов, наилучшим выбором для майнинга в 2019 году. Например, GTX 1070/1060 и RX 480/470 окупятся за 5-6 месяцев. Также не стоит забывать, что добывать криптовалюту с каждым днем становится всё сложнее, однако её стоимость постоянно растёт, что позволяет удерживать необходимый баланс, привлекая к майнингу новых людей.

Наиболее популярными для майнинга криптовалюты являются решения от лагеря красных — AMD. Связано это с конструктивными особенностями видеокарт, поэтому пользователи в первую очередь скупают такие решения, как Radeon RX 470 и выше. Тем не менее сегодня отставание по мощности для майнинга видеоадаптеров от Nvidia не колоссальное, поэтому такие популярные модели, как GTX 1060 и выше разлетаются как горячие пирожки.

Кстати, теория заговора о повышения интереса к криптовалюте со стороны производителей видеокарт имеет место быть, поскольку компания Nvidia готовит специализированные видеокарты для майнинга под названиями P104-100 и P106-100. Отличаются эти решения от классических видеоадаптеров тем, что ни не имеют видеовыходов, оснащены слабым охлаждением и обладают ограниченной гарантией. Именно поэтому обычному пользователю все же рентабельнее приобрести топовое решение в лице той же GTX 1070, ведь ее всегда можно будет продать геймеру, тем самым частично отбив ее первоначальную стоимость.

Расчет окупаемости видеокарт

GPU: Окупаемость: Без учета э/энергии:
Radeon RX 470 183 дня. (16% в мес) 145 дней. (20.6% в мес)
Radeon RX 480 193 дня (15.5% в мес) 156 дней (19.2% в мес)
Geforce GTX 1060 154 дня (19.4% в мес) 130 дней (23% в мес)
Geforce GTX 1070 185 дней (16.2% в мес) 162 дня (18.5% в мес)
Radeon Fury X 278 дней (10.7% в мес) 213 дней (14% в мес)

Как вы могли заметить из таблицы выше, самыми выгодными для майнинга на данный момент являются видеокарты Nvidia Geforce GTX 1060 3gb и Radeon RX 470 4gb. Стоит отметить, что это справедливо только на данный момент и на самом выгодном сейчас алгоритме Equihash, что будет дальше, какие алгоритмы появятся в будущем и как на них поведут себя данные видеокарты не известно.

Если вас интересует доходность майнинга именно сейчас, то вы можете выбирать Geforce GTX 1060 если вы поклонник Nvidia или Radeon RX 470 — если предпочитаете GPU от AMD. Для расчета прибыльности майнинга используются (данные в них могут сильно различаться даже в течении одного дня, поскольку курс может резко меняться).

Разгон видеокарт для повышения хешрейта при майнинге

Повышение производительности GPU карт для майнинга это неотъемлемая часть настройки фермы. Разгон может производиться с помощью специальных программ работающих из операционной системы, для этого мы рекомендуем MSI Afterburner. Также может быть достигнут за счет перепрошивки биоса.

Подробно , там же присутствуют и видео инструкции для карт AMD и Nvidia (принцип их разгона немного различается).

Стоит отметить, что гарантия на эти видеокарты составляет всего 3 месяца . Запуск видеокарт для майнинга на Nvidia GTX ожидается в середине июня, но у разных поставщиков сроки могут меняться. Заявлено, что на графическом чипе P104-100 производительность/ватт увеличилась на 30% в сравнении с GTX 1060 3 Гб. А чип P106-100 в сравнении с той же видеокартой дает прирост 10%. Обе видеокарты выпускаются без видеоинтерфейсов.

Видеокарта Nvidia P104-100 использует тот же самый дизайн что и Nvidia GeForce GTX 1080. Но предоставляет гораздо больше производительности на 1 ватт потребленной электроэнергии, так как адаптер специально доработан для майнинга на Nvidia GTX. Карты от разных производителей поставляются с разными частотами чипов, в то время как эта базовая модель работает на базовой частоте 1607 МГц. Разгонная частота составляет 1733 МГц с пропускной способностью памяти 10 Гб/с GDDR5X при ширине шины в 256 бит.

Питание подается при помощи одного 8-контактного разъема, а энергопотребление примерно составляет 180 Вт. Базовая модель графического адаптера планируется к отгрузке по цене 350 долларов США, а вот модель от производителя Inno3D заявлена по цене в 370$ – Inno3D P6D-N104-1SDN P104-100 Twin X2 8GB GDDR5X. Эти цены значительно меньше, чем цены на их игровые аналоги (499$).

Заявленная производительность майнинга на Nvidia GTX P104-100 будет приблизительно около 60 МХ/с, но эта производительность будет достигнута только после обновления BIOS адаптера на новую прошивку.

Модель Nvidia P106-100 использует ту же конструкцию, что и Nvidia GeForce GTX 1060. Это дало возможность настроить графический адаптер под майнинг на Nvidia GTX значительно более эффективно. Адаптер работает на базовой частоте в 1506 МГц, турбо частота при этом составляет 1708 МГц, а пропускная способность памяти 8 Гб/с GDDR5 при шине 192 бита. Питание будет передаваться через 6-контактный разъем, а энергопотребление составит 120 Вт.

Цена базовой модели на рынке США составит 200$, что на 49$ дешевле игрового аналога GeForce GTX 1060 6 Гб. Вот цена конкретного адаптера Inno3D (N5G-N106-4SDN P106-100 Twin X2 6GB GDDR5) – 235$.

GPU (Graphics Processing Unit) является электронным устройством, разработанным для построения и обработки 2D или 3D изображения с последующим его выводом на экран. GPU широко используются в настольных компьютерных системах, мобильных телефонах, серверах и игровых консолях.

Применение GPUСовременные графические чипы устанавливаются на платах компьютерных видеокарт или интегрируются в материнские платы с целью экономии занимаемого компьютером пространства.

GPU позволяют эффективно обрабатывать компьютерную графику, что делает их самой используемой разновидностью чипов для вывода графической информации на экран. Впервые термин GPU был применен в 1999 г. компанией Nvidia на презентации видеокарты GeForce 256, которая на тот момент была самой производительной платой компании. Процессор модели мог обрабатывать около 10 млн графических полигонов в секунду.ФункцииGPU состоит из специальных транзисторов, большинство которых используется для обработки трехмерных изображений. Изначально графические процессоры были созданы с целью ускорения построения текстур и скорости обработки графических полигонов компьютерами, однако позднее графические ядра научились производить геометрические вычисления, что также ускорило скорость и качество показа изображений. Последние разработки в GPU включают в себя активацию поддержки программируемых шейдеров, технологии для уменьшения эффектов наложения элементов изображения друг на друга. Также новые графические процессоры способны более точно передавать цвета на монитор. Современные видеокарты поддерживают потоковую трансляцию видеоизображения с различных источников, подключенных через специальные интерфейсы.Типы GPUГрафические платы можно разделить на три типа: дискретные, встроенные и гибридные. Дискретные видеокарты устанавливаются в отдельный слот на материнской плате компьютера или портативного устройства (ноутбука) через специальный интерфейс (например, PCI-Express или AGP). Данная разновидность GPU имеет наиболее мощные производительные характеристики за счет особой структуры видеомодуля и его мощностных показателей. Также при необходимости дискретная видеокарта может быть с легкостью заменена на плату другой модели. Такие технологии, как SLI или CrossFire, позволяют объединять несколько видеоплат, чтобы еще больше улучшить производительность графической подсистемы.Встроенные GPU используются в портативных устройствах и имеют скромные вычислительные показатели из-за малого размера платы, а также сложностей их систем охлаждения и структурных особенностей. Гибридные видеокарты являются новым классом адаптеров, которые призваны заменить встроенные и дискретные модули. Новая технология создается с целью увеличения скорости обмена данными с системной оперативной памятью и процессором для улучшения производительности графики в целом. Гибридная карточка может быть встроена в материнскую плату, но при этом работать на базе технологии дискретных видеокарт PCI-Express.