الفرق بين وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات ؛ مقارنة الفرق بين وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات من حيث الأداء والتطبيق

الفرق بين وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات ما هو؟ هذان ، اللذان يشار إليهما أيضًا باسم CPU و GPU ، هما المكونان الرئيسيان لأي نظام كمبيوتر في عالم اليوم. يكمن الاختلاف بين وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات في طريقة عملها. في المستقبل ، من خلال مقارنة وحدة المعالجة المركزية (CPU) ووحدة معالجة الرسومات (GPU) ، كن مع Plaza حتى نتمكن من التعرف بشكل كامل على هذين الجزأين وكيفية عملهما.

وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات هما جزءان داخليان من نظام الكمبيوتر وهناك اختلافات بينهم هنالك. لكن لديهم أوجه تشابه مع بعضهم البعض. على سبيل المثال ، كلاهما يحتوي على مليارات الترانزستورات ويمكنهما إجراء آلاف العمليات في الثانية. ومع ذلك ، فإن دور وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات مختلفان تمامًا. في هذه المقالة ، يتم تحليل بلازا وشرحها بالاختلاف بين وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات.

ماذا تقرأ بعد ذلك:

ما هي وحدة المعالجة المركزية؟

تتكون وحدة المعالجة المركزية أو وحدة المعالجة المركزية من ملايين الترانزستورات. تحتوي المعالجات الحديثة اليوم على العديد من نوى المعالجة ويشار إليها عمومًا باسم دماغ الكمبيوتر. يعد المعالج جزءًا حيويًا من أي نظام كمبيوتر وهو مسؤول عن أداء المهام بالإضافة إلى معالجة الحسابات المختلفة.

إذا كانت البرامج لا تتطلب طاقة معالجة عالية جدًا ، فإن أحد استخدامات وحدة المعالجة المركزية هو تنفيذ معظم الأوامر والتعليمات. بشكل عام ، تتراوح سرعة وحدة المعالجة المركزية القياسية بين 1 و 4 جيجاهرتز. تحتوي معظم وحدات المعالجة المركزية على أكثر من نواة معالجة واحدة ويعمل كل نواة كوحدة معالجة منفصلة. ولكن على الرغم من إمكانية تعدد خيوط المعالجة ، يمكن أيضًا تقسيم كل وحدة إلى عدة وحدات معالجة أصغر.

ما هو GPU؟

تُستخدم وحدات معالجة الرسومات ، كما يوحي اسمها ، لمعالجة المحتوى الرسومي وثلاثي الأبعاد. GPU أو معالج الرسوم هو في الواقع نوع من وحدة المعالجة المركزية التي تتكون من نوى أصغر بكثير وخاصة. من خلال العمل معًا ، توفر هذه النوى أداءً استثنائيًا ، لا سيما عند تقسيم عملية معينة بين نوى متعددة. يجب أن تكون وحدات معالجة الرسومات ، مثل وحدات المعالجة المركزية ، موجودة في كل نظام كمبيوتر. بدونها ، لن ترى أي صورة على شاشة الكمبيوتر أو الكمبيوتر المحمول أو الهاتف.

ما هو معالج الرسومات المتكامل (IGP)؟

تم إنشاء مجموعة GPU على نفس الشريحة المضيفة مثل وحدة المعالجة المركزية. تحتوي بعض المعالجات على وحدة معالجة رسومات. رسومات التجميع لها مزايا عديدة. بادئ ذي بدء ، نظرًا لوجودهم داخل المعالج ، فإنهم لا يشغلون مساحة ويقللون من تكاليفك لأنك لن تحتاج بعد الآن إلى إنفاق الأموال على شراء بطاقة رسومات.

تتمتع هذه الرسومات بطاقة كافية للعمليات العادية والخفيفة مثل تصفح الويب وتشغيل أفلام 4K وتشغيل الألعاب التي لا تتطلب رسومات ثقيلة. تُستخدم وحدات معالجة الرسومات التجميعية في الغالب في أجهزة الكمبيوتر المحمولة الصغيرة والخفيفة وغير المكلفة ، بالإضافة إلى الأجهزة اللوحية والهواتف الذكية وبعض أجهزة الكمبيوتر المكتبية.

من ناحية أخرى ، فإن الفرق بين المعالج وبطاقة الرسوميات كبير من حيث القوة. فيما يتعلق بالرسومات ، لن يصلوا أبدًا إلى مستوى وحدة معالجة الرسومات المنفصلة ولا يمكنهم تشغيل الألعاب أو البرامج الثقيلة مثل النمذجة ثلاثية الأبعاد. لمثل هذه المهام ، تحتاج إلى شراء بطاقة رسومات منفصلة ، والتي تأتي مع وحدة معالجة رسومات منفصلة ويمكن أن تحسن بشكل كبير من قوة نظامك.

الفرق بين GPU و GPU

حتى الآن ، تم وصف أداء بطاقة الرسومات أو وحدة المعالجة المركزية. الآن السؤال الذي يطرح نفسه ، ما هو الفرق بين GPU و CPU؟ في الواقع ، المعالج الرئيسي و GPU متشابهان من نواح كثيرة. كلاهما عبارة عن رقائق صغيرة تعتمد على السيليكون وكلاهما مسؤول عن معالجة البيانات. لكن وحدة المعالجة المركزية (CPU) ووحدة معالجة الرسومات (GPU) مختلفتان من حيث البنية ومصممتان لمهام مختلفة.

تعد وحدة المعالجة المركزية مناسبة للعديد من مهام الكمبيوتر. يمكن للمعالج أن يركز النوى الصغيرة على مهام مختلفة ، وبالتالي يكون قادرًا على إجراء عمليات متعددة بسرعة وفي وقت واحد. لهذا السبب ، فهي مناسبة للعديد من المهام ، من إجراء العمليات الحسابية التسلسلية إلى الاستخدام العادي للنظام.

لكن بدأت وحدات معالجة الرسومات كمعالجات لتسريع العمليات المتعلقة بالعرض ثلاثي الأبعاد. بمرور الوقت ، أصبحت محركات الرسومات أكثر مرونة وتم توفير إمكانية إنشاء المزيد من البرامج لها. حتى يومنا هذا ، تُستخدم وحدات معالجة الرسومات في الغالب لمعالجة الرسومات الفائقة للألعاب الحديثة. بالطبع ، هذا ليس استخدامهم الوحيد ويتم استخدامها في عمليات أخرى بالإضافة إلى برامج مختلفة.

يرجع الاختلاف بين وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات في الغالب إلى طريقة عملها. تقوم وحدة المعالجة المركزية (CPU) بتنفيذ العمليات في كل مركز من مراكزها ، إما بشكل تسلسلي أو واحد تلو الآخر. تحتوي معظم المعالجات على 4 إلى 8 مراكز ، وتأتي الطرز المتطورة بما يصل إلى 64 مركزًا.

عندما يكون جهاز الكمبيوتر الخاص بك قيد التشغيل ، يقوم كل معالج أساسي بمعالجة عملية واحدة أو أكثر بمفرده. مثل عندما تكتب جملة. أثناء انشغال هذا النواة بإدخال ومعالجة المفاتيح التي ضغطت عليها ، تقوم النوى الأخرى بمعالجة العمليات الأخرى التي تراها في “إدارة المهام”. لهذا السبب يمكنك مشاهدة فيلم أو زيارة مواقع ويب مختلفة في نفس الوقت الذي تقوم فيه بتثبيت برنامج أو استخراج ملف.

لكن أداء وحدة معالجة الرسومات يختلف تمامًا عن وحدة المعالجة المركزية. تقسم وحدة معالجة الرسومات (GPU) العملية إلى آلاف العمليات الأصغر ثم تعالجها جميعًا معًا في وقت واحد. لذلك ، فإن وحدة معالجة الرسومات (GPU) مناسبة لمعالجة العمليات الكبيرة والعالية الحجم التي تتكون من عدة أجزاء صغيرة ، مثل الرسومات ثلاثية الأبعاد.

على سبيل المثال ، في ألعاب الفيديو ، كل شخصية أو كائن ثلاثي الأبعاد تراه هو في الواقع مضلع. يتم تعبئة كل مضلع وعرضه في وقت واحد بواسطة وحدة معالجة الرسومات باستخدام مواد وأشكال محددة مسبقًا. في حالة تعطل وحدة معالجة الرسومات ، يمكنك رؤية هذه المضلعات بأم عينيك. كلما تقدمنا ​​أكثر ، سيزداد عدد هذه المضلعات في الألعاب ونتيجة لذلك ستكون رسومات الألعاب أعلى. مثل الصورة أدناه:

لهذا السبب ، نحتاج إلى بطاقة رسومات قوية لتشغيل الألعاب ذات الرسومات العالية أو الألعاب الحديثة. بالنظر إلى أنه يمكن أن يكون هناك الآلاف من المضلعات المختلفة في كل مشهد من اللعبة ، فإن حقيقة أن بطاقات الرسومات يمكنها معالجتها معًا بأكبر قدر ممكن من السلاسة تظهر تحسنًا كبيرًا في تقنيات التصنيع الخاصة بها.

من ناحية أخرى ، نظرًا لأن الاختلاف الرئيسي بين الاثنين هو أن وحدات معالجة الرسومات أكثر كفاءة من وحدات المعالجة المركزية (CPU) ، فهي مناسبة بشكل أفضل لمعالجة العمليات الكبيرة والمعقدة والمتكررة ، مثل وضع آلاف المضلعات على شاشة واحدة. بينما لا يمكنك الاعتماد على المعالج للقيام بذلك على الإطلاق ، لأنه في أفضل الأحوال لن يظهر أي شيء على الشاشة.

بالطبع ، لا تُستخدم وحدات معالجة الرسومات للألعاب فحسب ، بل تُستخدم أيضًا للتعلم الآلي الذي يتطلب معالجة متزامنة لكمية كبيرة من البيانات. تُستخدم وحدات معالجة الرسومات أيضًا في تعدين العملات المشفرة. للحصول على عملات جديدة ، عليك حل معادلة تشفير تفتح الجزء التالي من blockchain. تأتي القوة أولاً هنا لأنه كلما زادت القوة التي تركز عليها في حل هذه المعادلات ، كانت فرصة حلها أفضل.

لهذا السبب ، أصبحت بطاقات الرسوميات شائعة بشكل لا يصدق مع عمال مناجم العملات المشفرة على مدار السنوات القليلة الماضية ، بحيث يواجه العالم نقصًا في بطاقات الرسومات ، ونتيجة لذلك ، ارتفع سعر هذه المكونات بشكل كبير. بالطبع ، يبدو الآن أن الوضع يعود إلى طبيعته. ومع ذلك ، لم تعد بطاقات الرسومات مجرد جزء للاعبين.

النقاط العامة لوحدة المعالجة المركزية مقارنة بوحدة معالجة الرسومات:

• وحدة المعالجة المركزية تعني وحدة المعالجة المركزية.
• يحتوي على مجموعة تعليمات ممتدة ، وهو أكثر تنوعًا ويمكنه القيام بمهام متعددة.
• يُعرف بمعالج الأغراض العامة.
• يتعامل مع أي نوع من العمل بما في ذلك الرسومات (ليس بطريقة فعالة).
• قد يحتوي على العديد من النوى القوية لتقسيم عبء العمل.
• لديها سرعة معالجة عالية. يعمل بسرعة عالية تبلغ حوالي 3-5 جيجاهرتز ، على الرغم من احتوائه على عدد صغير من نوى المعالج.
• بالمقارنة مع وحدة معالجة الرسومات ، تحتاج وحدة المعالجة المركزية إلى مزيد من الذاكرة وذاكرة الوصول العشوائي.
• تساعد وحدة المعالجة المركزية بشكل أساسي في إنشاء زمن انتقال أقل (الفاصل الزمني بين التعليمات ونقل البيانات).
• تم تصميم وحدة المعالجة المركزية (CPU) لتنفيذ التعليمات بشكل تسلسلي.
• يركز على حساب جميع البيانات الواردة.
• لتنفيذ التعليمات ، فإنه يتفاعل مع مختلف مكونات الكمبيوتر ، بما في ذلك ذاكرة الوصول العشوائي وذاكرة الوصول العشوائي ومنافذ الإدخال / الإخراج.

النقاط العامة لوحدة معالجة الرسومات مقارنة بوحدة المعالجة المركزية:

• GPU تعني “وحدة معالجة الرسومات”.
• لديها مجموعة تعليمات محدودة وهي قادرة بشكل أساسي على القيام بأعمال الرسومات.
• يُعرف بمعالج الأغراض الخاصة.
• والغرض الرئيسي منه هو معالجة الصور والرسومات ثلاثية الأبعاد بشكل أسرع من وحدة المعالجة المركزية.
• إنه مبني من مئات النوى الأضعف لأداء عملية التنفيذ الأولية.
• يحتوي على مئات الآلاف من نوى المعالجات ويعمل بسرعة أبطأ من 800 إلى 1000 ميجاهرتز.

• بالمقارنة مع وحدة المعالجة المركزية ، تتطلب وحدة معالجة الرسومات ذاكرة وصول عشوائي أقل. لهذا السبب ، تشترك وحدات معالجة الرسومات المدمجة في ذاكرة الوصول العشوائي مع وحدة المعالجة المركزية.
• يركز GPU على تحقيق أعلى معدل نقل (الموازاة ، مجموع تنفيذ التعليمات في فترة زمنية).
• تم تصميم GPU لتنفيذ التعليمات بالتوازي.
• يتلقى البيانات من وحدة المعالجة المركزية وينتج صورًا مرئية.
• لعرض البكسل على الشاشة ، فإنه يتفاعل فقط مع الذاكرة ويعرض البيانات.

أسئلة مكررة

استنتاج

بشكل عام ، وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات هما وحدتا معالجة منفصلتان. هاتان الوحدتان لهما أهمية متساوية في الكمبيوتر. في هذه المقالة ، بالإضافة إلى توضيح الفرق بين وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات ، تمت محاولة التأكيد أيضًا على أهمية الأداء السليم للنظام من خلال وصف أداء كليهما. ولكن إذا كانت لديك أسئلة أو تعليقات حول الاختلاف بين وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات ، فيمكنك التعبير عنها في أسفل الصفحة في قسم التعليقات في بلازا.