Với những anh em có am hiểu về máy tính hay công nghệ thì sẽ biết những khái niệm như CPU hay GPU, đây đều là những thành phần quan trọng trên máy tính. Và trong bài viết này, anh em hãy cùng mình tìm hiểu về một linh kiện vô cùng quan trọng đó chính là GPU nhé!
- Công nghệ siêu phân luồng Hyper Threading: Sức mạnh tiềm ẩn của CPU
- CPU là gì? Cẩm nang chọn CPU hoàn hảo cho PC và Laptop
- CPU dòng F là gì? Có nên mua CPU dòng F hay không?
GPU là gì?
GPU (Graphics Processing Unit) là một loại vi xử lý chuyên dụng được thiết kế để xử lý các tác vụ liên quan đến đồ họa và tính toán song song. Ban đầu, GPU được phát triển để xử lý và hiển thị đồ họa trong các ứng dụng như trò chơi điện tử, nhưng hiện nay nó đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác như trí tuệ nhân tạo (AI), học máy (machine learning), khai thác tiền mã hóa, và xử lý dữ liệu lớn.
GPU trên máy tính hiện nay sẽ được chia làm 2 chức năng chính gồm:
- Xử lý đồ họa: GPU chịu trách nhiệm tạo ra hình ảnh mà người dùng thấy trên màn hình. Nó xử lý các tác vụ liên quan đến hiển thị đồ họa 2D và 3D, từ việc tính toán ánh sáng, bóng đổ, đến xử lý kết cấu và màu sắc.
- Hỗ trợ tính toán: GPU có khả năng thực hiện nhiều phép tính cùng một lúc nhờ vào kiến trúc nhiều lõi của nó. Điều này giúp GPU rất hiệu quả trong việc xử lý các tác vụ cần nhiều phép tính cùng lúc, như mô phỏng vật lý, đào tạo mô hình AI, và xử lý video.
GPU hoạt động như thế nào?
GPU (Graphics Processing Unit) hoạt động dựa trên kiến trúc song song với hàng ngàn lõi xử lý, cho phép nó xử lý nhiều tác vụ cùng một lúc. Để hiểu dễ hơn quá trình hoạt động của GPU, anh em có thể theo dõi các quy trình hoạt động chính của GPU dưới đây nhé.
Kiến trúc song song
GPU có một kiến trúc đặc trưng với nhiều lõi xử lý nhỏ, mỗi lõi có thể thực hiện các phép tính toán cơ bản. Điều này khác với CPU, vốn có ít lõi mạnh hơn để xử lý các tác vụ tuần tự.
Mỗi lõi trong GPU có khả năng xử lý một phần nhỏ của dữ liệu cùng lúc, giúp GPU có thể thực hiện hàng triệu phép tính đồng thời. Đây là lý do tại sao GPU rất hiệu quả trong việc xử lý đồ họa và các tác vụ yêu cầu tính toán song song, chẳng hạn như mô phỏng vật lý hay đào tạo mô hình AI.
Xử lý đồ họa
Khi một ứng dụng yêu cầu hiển thị đồ họa, chẳng hạn như một trò chơi điện tử, các lệnh được gửi từ CPU đến GPU. GPU sau đó chia nhỏ các tác vụ thành các phần tử nhỏ hơn mà các lõi có thể xử lý đồng thời.
GPU sẽ thực hiện các phép tính toán phức tạp để xác định màu sắc, ánh sáng, bóng đổ, và kết cấu của từng điểm ảnh (pixel) trên màn hình. Các phép tính này bao gồm việc chuyển đổi tọa độ 3D thành tọa độ 2D để hiển thị trên màn hình, tính toán hiệu ứng ánh sáng, và áp dụng các kết cấu cho các đối tượng trong cảnh.
Pipeline xử lý đồ họa
GPU thực hiện xử lý đồ họa theo một chuỗi các giai đoạn được gọi là “pipeline”. Các giai đoạn chính bao gồm:
- Vertex Processing: Xử lý các đỉnh của các hình đa giác (polygon) để xác định hình dạng và vị trí của các đối tượng trong không gian 3D.
- Rasterization: Chuyển đổi các hình đa giác thành các pixel để hiển thị trên màn hình.
- Pixel Processing (Fragment Shading): Tính toán màu sắc, bóng đổ, và kết cấu cho từng pixel.
- Output Merging: Kết hợp các pixel đã xử lý để tạo thành hình ảnh cuối cùng hiển thị trên màn hình.
Tính toán tổng quát (GPGPU)
Ngoài việc xử lý đồ họa, GPU còn được sử dụng cho các tác vụ tính toán tổng quát (General-Purpose computing on Graphics Processing Units – GPGPU). Trong các ứng dụng này, GPU thực hiện các phép tính không liên quan đến đồ họa, chẳng hạn như đào tạo mô hình AI, xử lý video, hoặc mô phỏng khoa học. GPU tận dụng kiến trúc song song của mình để xử lý khối lượng lớn dữ liệu trong thời gian ngắn hơn so với CPU.
Bộ nhớ và băng thông
GPU thường có bộ nhớ đồ họa (VRAM) riêng để lưu trữ dữ liệu cần thiết cho các tác vụ xử lý. VRAM có băng thông cao, cho phép truyền tải dữ liệu nhanh chóng giữa các lõi xử lý và bộ nhớ, giúp tối ưu hóa hiệu suất xử lý.
Ngoài ra, GPU cũng có các cache riêng để lưu trữ dữ liệu tạm thời, giúp tăng tốc độ xử lý.
Giao tiếp với CPU
GPU thường được kết nối với CPU thông qua một bus dữ liệu như PCIe. CPU gửi các lệnh và dữ liệu đến GPU, sau đó GPU thực hiện các tác vụ xử lý và trả kết quả về cho CPU hoặc hiển thị trực tiếp lên màn hình.
Tóm lại, GPU hoạt động như một bộ vi xử lý cực kỳ hiệu quả cho các tác vụ đòi hỏi tính toán song song, đặc biệt là trong việc xử lý đồ họa và các ứng dụng khoa học kỹ thuật. Kiến trúc nhiều lõi của nó cho phép thực hiện một khối lượng lớn các phép tính đồng thời, làm cho nó trở thành một công cụ mạnh mẽ không chỉ trong lĩnh vực đồ họa mà còn trong các ứng dụng tính toán tổng quát.
CPU (Central Processing Unit) và GPU (Graphics Processing Unit) đều là những thành phần quan trọng trong máy tính, nhưng chúng có những vai trò và đặc điểm kỹ thuật khác nhau.
Sự khác biệt giữa GPU và CPU
Khác nhau về chức năng và nhiệm vụ
Về cơ bản, CPU được xem là “bộ não” của máy tính, CPU xử lý các tác vụ chung và điều khiển toàn bộ hệ thống. Nó thực hiện các tính toán logic, xử lý dữ liệu từ các thiết bị đầu vào, và điều khiển các hoạt động của phần mềm.
Trong khi đó, GPU được thiết kế chủ yếu để xử lý đồ họa và render hình ảnh, GPU hiện nay cũng được sử dụng để xử lý các tác vụ đòi hỏi tính toán song song cao, như trí tuệ nhân tạo (AI), học máy (machine learning), và phân tích dữ liệu lớn.
Mỗi linh kiện sẽ có một chức năng riêng biệt, và nếu như thiếu một trong 2 thì máy tính không thể hoạt động mượt mà được.
Khi nào nên mua laptop, PC có GPU mạnh mẽ?
Tất nhiên nó sẽ phù hợp vào ngân sách và nhu cầu của bạn là gì. Nếu như anh em là một game thủ, đặc biệt là khi chơi các tựa game AAA yêu cầu đồ họa cao, một GPU mạnh mẽ sẽ giúp bạn có trải nghiệm mượt mà với tốc độ khung hình cao và chất lượng hình ảnh tốt nhất.
Ngoài ra, các anh em làm trong lĩnh vực như thiết kế đồ họa, chỉnh sửa video, dựng phim 3D, hay mô phỏng kỹ thuật, một GPU mạnh mẽ là cần thiết để xử lý các tác vụ nặng về đồ họa một cách hiệu quả.
Bên cạnh đó, những tác cụ như chạy máy ảo, đa nhiệm nhiều màn hình hay render các file nặng cũng yêu cầu một laptop hay PC có GPU mạnh mẽ, lúc này anh em hãy cân nhắc vào nhu cầu của mình để đưa ra quyết định nhé.
Các loại GPU phổ biến trên thị trường
GPU tích hợp (Integrated)
GPU tích hợp hay còn gọi là card đồ họa tích hợp là một thành phần phần cứng được tích hợp trực tiếp vào chip xử lý trung tâm (CPU) hoặc bo mạch chủ của máy tính. Khác với card đồ họa rời, GPU tích hợp chia sẻ bộ nhớ RAM với CPU, giúp giảm chi phí sản xuất và tiêu thụ điện năng.
GPU rời (Dedicated)
GPU rời hay còn gọi là card đồ họa rời là một thành phần phần cứng độc lập, chuyên biệt để xử lý các tác vụ đồ họa. Không giống như GPU tích hợp, card đồ họa rời có bộ nhớ riêng (VRAM), giúp tăng hiệu năng xử lý đồ họa một cách đáng kể.
Các yếu tố cần cân nhắc về GPU khi chọn mua máy tính
Hiệu năng của GPU
Số Lượng CUDA Cores hoặc Stream Processors: Đây là các đơn vị xử lý trong GPU. Nhiều CUDA cores (đối với NVIDIA) hoặc Stream processors (đối với AMD) thường đồng nghĩa với khả năng xử lý đồ họa tốt hơn.
Bên cạnh đó, anh em cũng cần quan tâm đến tốc độ xung nhịp (Clock Speed), những chiếc card đồ họa có tốc độ xung nhịp cao hơn giúp GPU xử lý các tác vụ nhanh hơn. Tuy nhiên, tốc độ xung nhịp cần kết hợp với số lượng nhân để đạt hiệu quả tối ưu.
VRAM là bộ nhớ đồ họa, nơi lưu trữ dữ liệu mà GPU cần xử lý. Đối với các tác vụ đồ họa phức tạp hoặc chơi game ở độ phân giải cao, bạn cần từ 6GB đến 12GB VRAM trở lên.
Các công nghệ đi kèm
Các hãng GPU thường trang bị các công nghệ độc quyền đi kèm để giúp tối ưu chất lượng hình ảnh. Một số công nghệ mà anh em có thể quan tâm đến như:
- Ray Tracing: Đây là công nghệ mang lại chất lượng ánh sáng và bóng đổ chân thực hơn. Nếu bạn muốn trải nghiệm đồ họa cao cấp, hãy chọn GPU hỗ trợ Ray Tracing.
- DLSS (Deep Learning Super Sampling): Công nghệ của NVIDIA giúp tăng tốc độ khung hình mà không làm giảm chất lượng hình ảnh. Nếu bạn chọn GPU NVIDIA, DLSS là một yếu tố đáng cân nhắc.
- AMD FreeSync và NVIDIA G-Sync: Các công nghệ này giúp đồng bộ tần số quét của màn hình với tốc độ khung hình của GPU, giảm hiện tượng xé hình và giật hình.
Những dòng GPU nổi bật cho PC và laptop trên thị trường hiện nay
Thị trường GPU hiện nay vô cùng đa dạng với nhiều dòng sản phẩm đến từ hai “ông lớn” NVIDIA và AMD, mỗi dòng đều có những ưu điểm và phù hợp với các nhu cầu khác nhau. Dưới đây là một số dòng GPU nổi bật mà bạn nên quan tâm:
NVIDIA GeForce RTX
Đây là dòng GPU của Nvidia ổi tiếng với hiệu năng mạnh mẽ, hỗ trợ các công nghệ hiện đại như Ray Tracing, DLSS và đặc biệt là AI. NVIDIA GeForce RTX khá phổ biến với những anh em tại Việt Nam, ngay cả trên những chiếc laptop và PC.
AMD Radeon RX
Với AMD Radeon RX, đây là dòng card đồ họa của AMD, thường có giá cả cạnh tranh hơn so với NVIDIA, hiệu năng cũng rất ấn tượng, đặc biệt trong các tác vụ liên quan đến game. AMD Radeon RX thường được các game thủ lựa chọn vì hiệu năng mạnh mẽ, hỗ trợ nhiều tựa game và đặc biệt là giá cả rất cạnh tranh so với các dòng RTX của Nvidia.
Card đồ họa tích hợp trên laptop
Khi mua laptop, anh em sẽ thường thấy những chiếc máy này được trang bị card đồ họa tích hợp trên chip. Với Intel, nó sẽ là dòng Intel Iris Xe Graphics và mới nhất Intel ARC Graphics được tích hợp trên các dòng vi xử lý Intel Tiger Lake, Alder Lake và Intel Core Ultra. Bộ đôi card đồ họa tích hợp này đủ mạnh để xử lý các tác vụ văn phòng, multimedia, và thậm chí chơi game nhẹ hoặc làm đồ họa cơ bản.
AMD Radeon Vega Graphics là dòng GPU tích hợp trên các vi xử lý AMD Ryzen, đặc biệt là dòng Ryzen 7000 và 8000, cung cấp hiệu năng mạnh mẽ cho các tác vụ cơ bản và thậm chí chơi một số game ở độ phân giải thấp.
Kết luận
Hy vọng bài viết đã cung cấp cho anh em một cái nhìn đủ rộng về những chiếc GPU trên thị trường. Anh em nhớ theo dõi trang Phong Vũ TechNews để cập nhật thêm nhiều tin tức mới về công nghệ nhé!
