Графические процессоры в решении современных it-задач

Что такое GPU

На вопрос «gpu что это» ответ таков – это графический процессор, т.е. программируемый логический чип, предназначенный для функций отображения на экране. GPU создает изображения, анимацию и видео на мониторе. Графические процессоры (гпу) расположены на сменных платах, в чипсете на материнской плате или в той же микросхеме, что и процессор. Итак, GPU это видеокарта или процессор? Ответ Вы уже знаете – это процессор!

Графический процессор ( GPU ) — это компьютерная микросхема, которая делает быстрые математические вычисления, в основном для представления изображений, но в последнее время активно используемые в майнинге. Блок обработки графики помогает компьютеру работать бесперебойно.

Графические процессоры являются более мощными, чем CPU, потому что графические процессоры отличаются гораздо большим количеством процессорных ядер. Обычный пользователь ПК не использует их для своих стандартных нужд, потому что GPU требуется коллективный тип работы.

Все компьютеры имеют графический процессор .Однако не все компьютеры имеют выделенный графический процессор. Нет необходимости иметь его, если вы не собираетесь использовать свой компьютер для продвинутых игр и майнинга.

Интегрированный графический процессор представляет собой просто графический чипсет, встроенный в материнскую плату. Теперь становится понятно, чем отличается видеокарта от процессора GPU.

Короче говоря, GPU — это процессор, специально разработанный для обработки интенсивных задач визуализации графики, и который используется для майнинга. А видеокарта – это отдельное устройство, имеющее свой собственный GPU.

В чем отличия Intel HD Graphics и Intel Iris Plus Graphics

Следует сразу сказать, интегрированная видеокарта – не лучший выбор для работы в AutoCAD, для таких игр, как DOOM, Rise of the Tomb Raider и подобных. Не надо ждать чудес. В старые игры, которым уже несколько лет, или те, аппаратные требования которых невелики, вполне можно поиграть на таких видеокартах.

В отличие от Intel HD Graphics, ряд процессоров укомплектован более «продвинутым» видеоядром — Intel Iris Plus Graphics, как оно называется в поколении процессоров Kaby Lake. В предыдущих Skylake такие видеокарты назывались Iris (Pro), а в 5-м поколении, Broadwell, использовалось название Iris — вот так, без затей.

В чем разница между обычными видеоядрами и Iris? В последних используется удвоенное количество исполнительных ядер, 48 против 24 у HD Graphics (Intel Iris Pro Graphics 580 использует 72 ядра), а также используется небольшой, объемом 64 МБ кэш eDRAM (у Intel Iris Pro Graphics 580 – 128 МБ), что заметно увеличивает производительность такой карты. По тестам такие решения могут потягаться с начальными линейками дискретных видеокарт. Например, Iris Plus 650 по производительности находится примерно на одном уровне с GeForce 930M.

Другое дело, что моделей ноутбуков со встроенной графикой Iris раз, два и обчелся. Это, можно сказать, нишевый продукт, используемый всего в нескольких моделях. Так, в Apple MacBook Pro 13 устанавливаются процессоры Intel Core i5 6267U с графикой Intel Iris Graphics 550, или Dell XPS 13 — один из хитов в классе , в одной из модификаций применяет Intel Core i5 6560U с Iris Graphics 540. Есть похожие предложения у Lenovo и HP, но количество моделей можно по пальцам пересчитать. Кстати, в обновленной линейке ноутбуков Dell XPS 13 модификаций с графикой Iris я не нашел, хотя, возможно, что-то и просмотрел.

Основные характеристики интегрированных видеокарт:

Поколения

Впервые Intel HD Graphics появилось в процессорах Westmere (но и до этого была встроенная графика).

Для определения производительности видеопроцессора надо рассматривать каждое поколение в отдельности. Лучшим способом определения производительности будет просмотр количества исполнительных блоков и их частоты.

Вот так обстоят дела с поколениями графики:

Где Graphics заменено на *.

Если стало интересно узнать про сами микроархитектуры, то вам можете глянуть эту статью.

Буквенный индекс P означает, что речь идет о процессоре Xeon (серверные чипы).

В каждом поколении до Skylake есть модель HD Graphics, но эти модели отличаются друг от друга. После Westmere просто HD Graphics ставится лишь в Pentium и Celeron. И стоит отличать отдельно HD Graphics в мобильных процессорах Atom, Celeron, Pentium, которые построены на мобильной микроархитектуре.

В мобильных архитектурах до недавнего времени примялись только одинаковые модели HD Graphics, соответствующим разным микроархитектурам. Графика разных поколений отличается по производительности, и в скобках обычно указывается это самое поколение, например Intel HD Graphics (Bay Trail). Теперь же при выходе нового 8 поколения втроенной графики они также будут различаться. Так по производительности отличаются HD Graphics 400 и 405.

Внутри одного поколения производительность возрастает с увеличение цифры, что логично.

С поколения Haswell начала действовать немного другая маркировка чипов.

Новая маркировка c Haswell

Первая цифра:

• 4 – Haswell
• 5 – Broadwell

Но у этого правила есть исключения, и в нескольких строках ниже мы все объясним.

Остальные цифры имеют следующее значение:

*- означает, что разряд тысяч увеличивается на единицу

GT3e отличает дополнительный кэш eDRAM, который увеличивает скорость памяти.

Но с поколения Skylake классификация вновь изменилась. Распределение моделей по производительности можно увидеть в одной из предыдущих таблиц.

Сравнение производительности процессоров AMD

Учитывая невысокую стоимость продуктов от АМД при достаточном уровне производительности, а также некоторые особенности архитектуры данных ЦП, они заняли свою нишу у людей, работающих с большим количеством математических вычислений. К ним относятся дизайнеры, учёные, и, как ни удивительно, геймеры – игроки в компьютерные игры.

Учитывая, то большинство ПК для популярных игр – это представители т.н. бюджетного сегмента, а продукция АМД подходит под понятие «бюджетный», как никакая другая, трудно было бы ожидать другого результата.

Именно поэтому большинство тестов АДМ приводится для «игровых» конфигураций ПК, то есть таких конфигураций, в которых используются высокопроизводительные видеокарты и большие объёмы памяти. Собственно, давно стало традицией помимо стандартных тестов любую продукцию АМД «прогонять» в тестах в виде игровых бенч Марков.

Процессоры AMD для настольных ПК

Рассмотрим результаты тестирования процессоров от АМД на конец 2018 года, в котором представлены наиболее актуальные модели, существующие на сегодняшний день в продаже. При этом, серверные или мобильные решения рассматриваться не будут.

Кроме того, рейтинг производительности представлен в процентах от максимальной производительности, показанной самым мощным ЦП от АДМ — AMD Ryzen Threadripper 2990WX (которая для рассматриваемых ЦП условно принята за 100%).

Таблица производительности процессоров для настольных ПК выглядит следующим образом:

Как видно из таблицы, лидируют новые ЦП Threadripper, производительность предыдущих «топов» — Райзенов 7 составляет примерно 60% от топов нынешних, однако, даже пятые Райзены попали в эту таблицу, показав вполне приемлемые результаты.

Процессоры AMD для игровых ПК 2019

Лучшим выбором в 2019 году в качестве процессоров для игр от АМД будут линейки Ryzen 5 или Ryzen 7, имеющие разброс цен от 130-230 долларов до 235-400 долларов соответственно. При этом, они будут прямыми конкурентами любых ЦП от Интел от i3 до i7 включительно.

Рейтинг производительности игровых процессоров от АМД приведен в следующей таблице:

В таблице приведена производительность ЦП относительно модели Ryzen 7 2700X, показавшей наивысший результат.

Процессоры AMD ноутбуков

Новые процессоры АМД для ноутбуков распределились следующим образом:

Также, как и в предыдущем случае, В таблице приведена производительность ЦП относительно максимально быстрой модели ЦП среди ноутбуков, которым в данном сегменте оказался Ryzen 7 2700U, имеющий максимальные результаты.

Отключить

Как включить встроенный процессор

Отключение лучше проводить в БИОСе. Это самый простой и незатейливый вариант, подходящий для практически всех ПК. Исключением являются разве что некоторые ноутбуки.

Снова же найдите в БИОС Peripherals или Integrated Peripherals, если вы работаете на десктопе.

Для ноутбуков название функции другое, причем и не везде одинаковое. Так что просто найдите что-то относящиеся к графике. К примеру, нужные опции могут быть размещены в разделах Advanced и Config.

Отключение тоже проводится по-разному. Иногда хватает просто щелкнуть “Disabled” и выставить PCI-E видеокарту первой в списке.

Если вы пользователь ноутбука, не пугайтесь, если не можете найти подходящий вариант, у вас априори может не быть такой функции. Для всех остальных устройств же правила простые — как бы не выглядел сам БИОС, начинка та же.

Если вы имеете две видеокарты и они обе показаны в диспетчере устройств, то дело совсем простое: кликнете на одну из них правой стороной мышки и выберите “отключить”. Правда, учитывайте, что дисплей может потухнуть. У ноутбуков, скорее всего, так и будет.p>

Однако и это решаемая проблема. Достаточно перезагрузить компьютер или же подключить второй монитор по HDMI или VGA.

Все последующие настройки проведите на нем. Если не работает данный способ, сделайте откат своих действий с помощью безопасного режима. Также можете прибегнуть и к предыдущему способу — через БИОС.

Две программы — NVIDIA Control Center и Catalyst Control Center — настраивают использование определенного видеоадаптера.

Они наиболее неприхотливы по сравнению с двумя другими способами — экран вряд ли выключится, через БИОС вы тоже случайно не собьете настройки.

Для NVIDIA все настройки находятся в разделе 3D.

Выбрать предпочитаемый видеоадаптер можно и для всей операционной системы, и для определенных программ и игр.

В ПО Catalyst идентичная функция расположена в опции «Питание» в подпункте “Switchable Graphics”.

Таким образом, переключиться между графическими процессорами не составляет особого труда.

Есть разные методы, в частности, и через программы, и через БИОС, Включение или выключение той или иной интегрированной графики может сопутствоваться некоторыми сбоями, связанных преимущественно с изображением.

Может погаснуть экран или просто появиться искажения. На сами файлы в компьютере ничего не должно повлиять, разве что вы что-то наклацали в БИОСе.

Виды

Как и отдельные платы, видеокарты мобильные видеоадаптеры разделяются на три основных вида, в зависимости от способа сообщения видеоядра и видеопамяти:

Графика с разделяемой памятью (Shared graphics, Shared Memory Architecture). Видеопамять в виде специализированных ячеек как таковая отсутствует; вместо этого под нужды видеоадаптера динамически выделяется область основной оперативной памяти компьютера. Такой способ адресации памяти почти исключительно используют так называемые «интегрированные видеокарты» (то есть выполненные не в виде отдельной микросхемы, а являющиеся частью одного большого чипа — GMCH (от англ. Chipset Graphics and Memory Controller Hub), одного из вариантов северного моста). Преимущества данного решения — низкая цена и малое энергопотребление. Недостатки — невысокая производительность в 3D-графике и отрицательное влияние на пропускную способность памяти. Самым большим производителем интегрированной графики является Intel, чьи видеорешения на сегодняшний момент исключительно интегрированные; также такой вид графики производят ATI (Radeon, IGP), в гораздо меньших объёмах SiS и NVidia.

• Дискретная графика (Dedicated graphics

  MXM (англ. Mobile PCI Express Module — Мобильный модуль на шине PCI Express) — стандарт интерфейса для графических процессоров (Графические модули стандарта MXM) в ноутбуках, в которых используется шина PCI Express; разработан компанией Nvidia и несколькими производителями мобильных компьютеров. Цель заключалась в создании общепромышленного стандарта для разъёма для лёгкой замены графического процессора в мобильном компьютере, без необходимости приобретения новой системы целиком или обращения в специализированный сервисный центр производителя.

  ). На системной плате или (реже) на отдельном модуле распаяны видеочип и один или несколько модулей видеопамяти. Только дискретная графика обеспечивает наивысшую производительность в трёхмерной графике. Недостатки: более высокая цена (для высокопроизводительных процессоров — очень высокая) и большее энергопотребление. Основными производителями дискретных видеоадаптеров, как и на рынке стационарных видеокарт, являются AMD-ATI и NVidia, предлагающие самый широкий спектр решений.

Гибридная дискретная графика (Hybrid graphics). Как следует из названия — комбинация вышеназванных способов, ставшая возможной с появлением шины PCI Express. Наличествует небольшой объём физически распаянной на плате видеопамяти, который может виртуально расширяться за счёт использования основной оперативной памяти. Компромиссное решение, с разной степенью успеха пытающееся нивелировать недостатки двух вышеназванных видов, но не устраняет их полностью.

Общие рекомендации по выбору GPU

Лучший GPU в целом: RTX 2070.

Следует избегать: любая карта Tesla; любая карта Quadro; любая карта Founders Edition; Titan V, Titan XP.

Рентабельно, но дорого: RTX 2070.

Рентабельно и дешево: GTX Titan (Pascal) с eBay, GTX 1060 (6GB), GTX 1050 Ti (4GB).

У меня мало денег: GTX Titan (Pascal) с eBay, или GTX 1060 (6 ГБ), или GTX 1050 Ti (4 ГБ).

У меня почти нет денег: GTX 1050 Ti (4 ГБ); CPU (прототипирование) + AWS / TPU (обучение); или Colab.

Я участвую в Kaggle: RTX 2070. Если вам не хватает денег, выберите GTX 1060 (6 ГБ) или GTX Titan (Pascal) c eBay для создания прототипов и AWS для окончательного обучения. Используйте библиотеку fastai.

Я работаю с технологиями компьютерного зрения или машинного перевода: GTX 2080 Ti с конструкцией вентилятора; Обновление до RTX Titan в 2019 году.

Я — исследователь NLP: RTX 2070.

Я начал углубленное изучение глубокого обучения и я серьезно к этому отношусь: начните с RTX 2070. В зависимости от того, какую область вы выберете дальше (стартап, Kaggle, исследования, прикладное глубокое обучение), продадите свой графический процессор и купите что-нибудь более подходящее примерно через два года.

Я хочу попробовать глубокое обучение, но я не серьезно: GTX 1050 Ti (4GB) или 1050 (2GB).

Intel HD Graphics 530

Одна из последних разработок Intel в сфере интегрированный видеокарт — Intel HD Graphics 530.

Его производители позиционируют как оптимальное решение даже для самых мощных игр, правда, реальность не настолько оптимистична.

Основана новая видеокарта на графическом ядре Skylake. Оно же, в свою очередь, строится на основе одного или нескольких модулей, каждый из которых состоит из трех секций.

Они соединяют по 8 устройств-исполнителей, обрабатывающих графические данные, и, вдобавок ко всему, содержат специальные модули, работающие с памятью, и текстурные семплеры.

К тому же, графическое ядро имеет внемодульную часть, что улучшает и добавляет некоторые функции.

Сейчас же фирма Intel работает непосредственно с увеличением мощности своей продукции, а также добавлением новых функций.

К примеру, в GPU запустили новую технологию Lossless Render Target Compression, которая позволяет осуществлять рендринг видео без существенных потерь в качестве.

К тому же, компания трудилась над увеличением быстродействия интегрированных процессоров в играх на 3-11%.

Разработчики поработали и над качеством воспроизведения видео — его интегрированная видеокарта поддерживает и в 4К разрешении.

Что касается игр, то большая часть будет работать нормально, но для заядлых геймеров все же стоит обратить внимание на AMD 10. Их графическая производительность значительно превышает показатели HD Graphics 530

Так что видеоядро HD Graphics 530 подойдет по большей мере для нетребовательных сетевых игр и, конечно, же потянет обычные мини-игры

Их графическая производительность значительно превышает показатели HD Graphics 530. Так что видеоядро HD Graphics 530 подойдет по большей мере для нетребовательных сетевых игр и, конечно, же потянет обычные мини-игры.

Графические процессоры от AMD

Процессоры AMD со встроенным графическим ядром являются едва ли не прямыми конкурентами Intel.

Соперничество, конечно, заключается в предоставлении наилучшего соотношения цена/качество. Как ни странно, AMD таки отстает от своего соперника, у которого доля продаж выше.

Однако работают процессоры AMD порой значительно лучше.

Правда, ситуация совсем другая, когда речь идет о дискретных процессорах. Около 51% как раз доля AMD

Так что если вас интересует именно дискретная графика, стоит обратить внимание именно на эту компанию

Одна из последних разработок AMD, которая составляет неплохую конкуренцию Intel HD Graphics 530, — AMD A10-7850K.

Заключение

Я вижу две основные стратегии, которые имеют смысл: выбрать графический процессор серии RTX 20, чтобы получить быстрое обновление, или выбрать дешевый графический процессор серии GTX 10 и обновить его, как только RTX Titan станет доступен.

Если вы менее серьезно относитесь к производительности или она просто не нужна вам, например, в случае с Kaggle и прототипированием, вы можете значительно выиграть от дешевых графических процессоров серии GTX 10. При этом, если вы выбираете графический процессор серии GTX 10, будьте осторожны, чтобы объем памяти графического процессора соответствовал вашим требованиям.

Читайте: Как попасть в топ 2% соревнования Kaggle

Заключение

Так хороши интегрированные видеокарты или нет? Для игр, серьезных графических программ – нет, если не идет речь о простых или старых играх, для повседневной работы – более чем. При этом мне не очень понятно использование маломощных дискретных карт класса GeForce 920M(X) в сочетании с процессорами последних поколений.

Например, в ноутбуке ASUS A541UV используется Core i7-6500U и GeForce 920M. Да, дискретная карта будет процентов на 30-40 быстрее, но ее возможности все равно лежат вне пределов комфортного использования для игр. А вот лишний потребитель электроэнергии и дополнительный источник нагрева присутствует.

Здравствуйте, уважаемые пользователи и любители компьютерного железа. Сегодня порассуждаем на тему, что такое интегрированная графика в процессоре, зачем она вообще нужна и является ли такое решение альтернативой дискретным, то бишь внешним видеокартам.

Из этой статьи вы узнаете:

Если рассуждать с точки зрения инженерного замысла, то встроенное графическое ядро, повсеместно используемое в своих продуктах компаниями Intel и AMD, не является видеокартой как таковой. Это видеочип, который интегрировали в архитектуру ЦП для исполнения базовых обязанностей дискретного ускорителя. Но давайте разбираться со всем более подробно.