تفاوت CPU با GPU | پردازنده (CPU) چه تفاوتی با پردازنده گرافیکی (GPU) دارد؟

همانطور که میدانیم CPU و GPU دو جزء اساسی در سخت افزار سیستم ها هستند که هر کدام وظایف مشخصی را انجام می‌دهند. این دو سخت افزار از صدها میلیون ترانزیستور ساخته شده‌ و می‌توانند هزاران عملیات را در ثانیه پردازش کنند. اما اصل تفاوت CPU با GPU در نوع وظایف و مدیریت آنهاست. با ما همراه باشید تا با تفاوت این دو قطعه مهم بیشتر آشنا شوید.

CPU چیست؟

پردازنده یا CPU (Central Processing Unit) یا مغز کامپیوتر یک قطعه الکترونیکی کوچک اما قدرتمند است که مسئول اجرای دستورالعمل‌ها و انجام محاسبات در یک کامپیوتر است. تمام کارهایی که شما با کامپیوتر انجام می‌دهید، از تایپ کردن یک متن ساده تا اجرای بازی‌های پیچیده، به پردازنده وابسته است. پردازنده متشکل از واحدهای : کنترل ( برای هماهنگی عملیات پردازنده) , محاسبه و منطق ( انجام عملیات محاسباتی و منطقی ) , حافظه ثباتها ( برای نگهداری داده های موفت)  و باس ( ارتباط با سایر اجزای کامپیوتر) هستند.

وظایف اصلی پردازنده:

• اجرای دستورالعمل‌ها: پردازنده دستورالعمل‌هایی را که از نرم‌افزارها دریافت می‌کند، تفسیر کرده و اجرا می‌کند.
• انجام محاسبات ریاضی مانند جمع، تفریق، ضرب و تقسیم
• مدیریت حافظه و جابجایی داده ها بین حافظه اصلی و سایر دستگاهها
• کنترل دستگاه‌های ورودی و خروجی

عوامل موثر بر عملکرد پردازنده:

• فرکانس: سرعت کاری پردازنده است و بر حسب هرتز (Hz) اندازه‌گیری می‌شود. هرچه فرکانس بالاتر باشد، پردازنده سریع‌تر کار می‌کند.
• تعداد هسته‌ها: هر هسته می‌تواند به عنوان یک پردازنده مستقل عمل کند. داشتن چندین هسته باعث می‌شود پردازنده بتواند چندین کار را به طور همزمان انجام دهد.
• کش: حافظه کوچکی است که در داخل پردازنده قرار دارد و داده‌های پرکاربرد را در خود نگه می‌دارد. داشتن کش بزرگ و سریع باعث افزایش سرعت پردازنده می‌شود.

GPU چیست؟

GPU مخفف عبارت Graphics Processing Unit به معنای واحد پردازش گرافیکی است. این قطعه الکترونیکی تخصصی، به طور ویژه برای پردازش سریع محاسبات مرتبط با تصویرسازی طراحی شده است. به عبارت ساده‌تر، GPU وظیفه ایجاد و نمایش تصاویر روی صفحه نمایش شما را بر عهده دارد. GPU متشکل از واحدهای تراشه اصلی ( انجام پردازش های گرافیکی ) , حافظه ویدئویی ( ذخیره داده های گرافیکی ) , خنک کننده ) خنک سازی GPU ) و پورت های خروجی ( جهت اتصال به مانیتور ) می باشد.

چرا به GPU نیاز داریم؟

• بازی‌ های کامپیوتری: GPU برای ایجاد تصاویر روان و با کیفیت بالا در بازی‌ها ضروری است.
• طراحی گرافیکی: در نرم‌افزارهای طراحی گرافیکی،  GPU برای رندر کردن تصاویر سه بعدی و انجام عملیات‌های پیچیده گرافیکی استفاده می‌شود.
• ویرایش ویدیو: GPU به نرم‌افزارهای ویرایش ویدیو کمک می‌کند تا جلوه‌های ویژه ایجاد کنند.
• یادگیری ماشین و هوش مصنوعی: GPUها در آموزش مدل‌های یادگیری ماشین بسیار کارآمد هستند.
• GPU برای کارهایی که به پردازش گرافیکی قوی نیاز دارند مانند بازی‌های کامپیوتری، طراحی گرافیکی، ویرایش ویدیو و یادگیری ماشین بسیار مهم است.

انواع GPU

• GPU های مجتمع (Integrated): روی مادربورد قرار دارند و معمولاً برای سیستم‌های خانگی و اداری استفاده می‌شوند.
• GPU های مجزا (Discrete): روی کارت‌های گرافیکی جداگانه قرار دارند و برای سیستم‌های گیمینگ و ایستگاه‌های کاری استفاده می‌شوند.

فاکتورهای مهم در انتخاب GPU

در انتخاب GPU نیز عوامل مختلفی باید مورد توجه قرار گیرند:

۱. بودجه:

اولین و مهم‌ترین فاکتور، بودجه شما است. کارت‌های گرافیک طیف وسیعی از قیمت‌ها را پوشش می‌دهند.

۲. نوع کاربرد:

کاربردهای مختلف، نیازهای متفاوتی از GPU دارند. برای مثال اگر برای بازی استفاده می‌کنید، به کارت گرافیکی نیاز دارید که بتواند بازی‌های مورد علاقه‌تان را با تنظیمات گرافیکی دلخواه اجرا کند. اما برای طراحی گرافیکی و ویرایش ویدیو ، به کارت گرافیکی با حافظه زیاد و قدرت پردازش بالا نیاز دارید. یا برای کارهایی مانند ارز دیجیتال، به کارت گرافیکی با نرخ هش بالا و مصرف انرژی بهینه نیاز دارید.

۳. رزولوشن و نرخ تازه سازی نمایشگر:

هرچه رزولوشن و نرخ تازه سازی نمایشگر شما بالاتر باشد، به کارت گرافیکی قوی‌تری نیاز دارید. برای بازی‌های با کیفیت بالا و روان، ترکیبی از رزولوشن 1440p یا 4K و نرخ تازه سازی 144 هرتز یا بالاتر توصیه می‌شود.

۴. پردازنده مرکزی (CPU):

GPU با تعداد هسته‌های پردازشی بیشتر، قدرت پردازش موازی بالاتری دارند و برای کاربردهایی مانند هوش مصنوعی، یادگیری عمیق و محاسبات علمی مناسب‌ترند. کارت گرافیک و پردازنده باید با هم هماهنگ باشند. یک کارت گرافیک قدرتمند، اگر با یک پردازنده ضعیف همراه شود، نمی‌تواند به پتانسیل کامل خود برسد.

۵. حافظه گرافیکی (VRAM):

حافظه گرافیکی برای ذخیره داده‌های گرافیکی استفاده می‌شود و تأثیر زیادی بر عملکرد GPU در پردازش گرافیکی و رندرینگ تصاویر با کیفیت بالا دارد . بازی‌های مدرن و نرم‌افزارهای گرافیکی سنگین به حافظه گرافیکی زیادی نیاز دارند. معمولا برای بازی‌های با کیفیت بالا و رزولوشن‌های بالا، حداقل 8 گیگابایت VRAM توصیه می‌شود.

۶. پهنای باند حافظه:

پهنای باند، سرعت انتقال داده بین پردازنده گرافیکی و حافظه است. که هر چقدر بالاتر باشد, به معنای عملکرد بهتر کارت گرافیک است و امکان پردازش سریع‌تر داده‌ها را فراهم می‌کند.

۷. نوع معماری و نسل:

معماری و نسل کارت گرافیک بر عملکرد آن تاثیرگذار است. کارت‌های گرافیکی نسل جدیدتر معمولا عملکرد بهتری دارند.

۸. خنک‌کنندگی:

سیستم خنک‌کنندگی خوب برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد کارت گرافیک ضروری است. کارت‌های گرافیکی با سیستم خنک‌کنندگی قوی‌تر، در درازمدت عملکرد پایدارتری دارند.

در مورد مقایسه خنک کننده مایع پردازنده با خنک کننده بادی بیشتر بخوانید.

۹. مصرف انرژی:

کارت‌های گرافیکی پرقدرت، مصرف انرژی بالایی دارند. قبل از خرید، به مصرف انرژی کارت گرافیک و توان منبع تغذیه خود توجه کنید.

۱۰. ابعاد و سازگاری:

قبل از خرید، به ابعاد کارت گرافیک و فضای داخل کیس خود توجه کنید. همچنین مطمئن شوید که کارت گرافیک با مادربرد و سایر قطعات شما سازگار است.

تفاوت CPU با GPU چیست؟

وظیفه اصلی cpu انجام عملیات‌های عمومی و پیچیده مانند محاسبات ریاضی، مدیریت حافظه، اجرای سیستم عامل و برنامه‌های کاربردی بوده و برای اجرای طیف گسترده‌ای از دستورات بهینه شده است. اما وظیفه اصلی GPU پردازش سریع و موازی داده‌های گرافیکی برای تولید تصاویر و انیمیشن‌ها است.

جدول مقایسه تفاوت CPU با GPU

در نهایت

با بررسی تفاوت CPU با GPU متوجه شدیم که در حالت کلی این دو بخش در کامپیوترها به یک اندازه اهمیت دارند و نسبت‌ به هم شباهت‌ ها و تفاوت‌ هایی دارند. انتخاب بین CPU و GPU به نیازهای شما بستگی دارد. اگر به دنبال سیستمی برای انجام کارهای عمومی، تولید محتوا یا بازی‌های سبک هستید، یک CPU قدرتمند کافی است. اما اگر به دنبال سیستمی برای بازی‌های سنگین، رندرینگ یا یادگیری ماشین هستید، به یک GPU قدرتمند نیز نیاز خواهید داشت.