نقش کارت گرافیک در کامپیوتر و لپ تاپ + فرق GPU و کارت گرافیک

کارت گرافیک چیست و چه کاربردی دارد ؟

عموماً در مورد مقایسۀ کارت گرافیک (Graphic card) با کارت ویدئو (Video card) یا کارت نمایش (Display card) که اسم‌هایی مانند آداپتور گرافیکی، آداپتور ویدئو، آداپتور نمایش، VGA یا کارت VGA هم دارند، دو جمله بیشتر نمی‌شنویم: 1) همگی تقریباً یک چیز هستند! 2) چیزهای مختلفی هستند!

واقعیت این است که هیچ کدام از این دو گزاره، کمک چندانی به فهم کاربرد این قطعات نمی‌کنند. در حقیقت، میزان تخصصی بودن کاربری شما تعیین می‌کند که کدام یک از این قطعات برای شما مفیدترند ( که یعنی گزارۀ دوم درست‌تر است: این قطعات یکی نیستند!). در این مقاله از مجلۀ اینترنتی بروزکالا به شکل دقیق‌تر با نقش کارت گرافیک و تفاوت‌های GPU و کارت گرافیک آشنا خواهید شد.

آنچه در این مقاله خواهید خواند:

کاربرد کارت گرافیک در رایانه چیست؟
نقش کارت گرافیک در کامپیوتر
تفاوت GPU و کارت گرافیک
تاثیر کارت گرافیک بر عملکرد سیستم

کاربرد کارت گرافیک در رایانه چیست؟

کارت گرافیک یکی از قطعات الکترونیکی است که در اکثر دستگاه‌های محاسباتی نصب می‌شود. منظور از دستگاه‌های محاسباتی، هر نوع سیستمی است که کارهای کامپیوتری را انجام می‌دهد؛ زیرا همانطور که احتمالا می‌دانید، خود واژه Computer به معنای محاسبه‌گر است. کار اصلی یک سیستم کامپیوتری (چه لپ تاپ باشد، چه نوت بوک، اولترا بوک یا حتی کامپیوتر رومیزی) محاسبه کردن و تجزیه و تحلیل اطلاعات خام کامپیوتری است که به آن داده‌ کامپیوتری می‌گویند. بخش عمده‌ای از این داده‌های کامپیوتری و محاسبات، مربوط می‌شود به داده‌های گرافیکی و نمایش تصاویر یا ویدئوها و غیره روی نمایشگر کامپیوتر.

کارت گرافیک قطعه‌ای است که به‌طور اختصاصی محاسبات مربوط به داده‌های گرافیکی را در سیستم انجام می‌دهد تا تصاویر، ویدئوها و خلاصه هر نوع اطلاعات گرافیکی با وضوح، رنگ‌ها و جزئیات بیشتری روی صفحه‌ نمایش یا مانیتور نقش ببندد. پس به‌طور کلی نقش کارت گرافیک در لپتاپ و کامپیوتر پردازش و اجرای داده‌های گرافیکی است تا شما به‌عنوان کاربر بتوانید تصاویر و ویدئوهای با کیفیتی را مشاهده نمایید.

نقش کارت گرافیک در کامپیوتر

در شرایط اصلی این وظیفه به عهده‌ CPU و RAM کامپیوتر یا لپ تاپ است و در حالت پایه نیز خود CPU با کمک رم، کار پردازش و اجرای داده‌های گرافیکی را انجام می‌دهد. CPU یا پردازنده واحد اصلی محاسبات در کامپیوتر است و پردازش تمام انواع داده شامل داده‌های متنی، گرافیکی، صوتی و... را با کمک حافظه کوچکی که رم نام دارد، انجام می‌دهد. با این حال با طراحی کارت‌های گرافیک شرایطی فراهم شده است تا با نصب آن در سیستم، بخش عمده‌ای از وظایف مربوط به پردازش و اجرای داده‌های تصویری به کارت گرافیک محول گردد و با کاهش یافتن بار کاری CPU، پردازنده‌ اصلی بتواند داده‌های دیگر را با سرعت بیشتری پردازش نماید.

به این ترتیب کارت گرافیک به کمک CPU می‌آید تا تصاویر متحرک و ویدئوها سریع‌تر به اجرا دربیایند و جزئیات بیشتری از هر تصویر روی نمایشگر نشان داده شود. در واقع کار کارت گرافیک به مادربرد کامپیوتر یا لپ تاپ که CPU روی آن قرار گرفته وصل می‌شود و از سویی دیگر به مانیتور هم متصل می‌گردد. آنگاه داده‌های تصویری یا گرافیکی را از CPU دریافت می‌نماید و پس از پردازش آن‌ها، خروجی محاسباتش را برای نمایش به مانیتور ارسال می‌کند. در صفحه اسمبل آنلاین بروز کالا می‌توانید تمام این قطعات مختلف را کنار هم قرار دهید و سیستم خود را متناسب با نیازتان بسازید و از هزینه آن اطلاع پیدا کنید.

بیشتر بخوانید: راهنمای خرید CPU کامپیوتر

تفاوت GPU و کارت گرافیک چیست؟

تا اینجا با کاربرد کارت گرافیک در کامپیوتر آشنا شدیم. گاهی اوقات افراد کارت گرافیک را با GPU اشتباه می‌گیرند، اما این دو یکی نیستند؛ بلکه در واقع GPU بخشی از کارت گرافیک است. شاید دلیل اینکه کارت گرافیک و GPU با یکدیگر اشتباه گرفته می‌شوند به این برگردد که GPU اصلی‌ترین بخش هر کارت گرافیک است. GPU (مخفف Graphic Processing Unit) پردازنده گرافیکی سیستم و به شکل یک تراشه کوچک است که وظیفه انجام محاسبات و پردازش داده‌های گرافیکی را در کارت گرافیک بر عهده دارد. برای این کار، GPU به فضایی با عنوان حافظه نیاز دارد تا نتایج موقتی محاسباتش را در آنجا ذخیره کند. در کارت گرافیک‌های اختصاصی، یک حافظه RAM مخصوص برای این منظور در خود کارت گرافیک و در کنار GPU وجود دارد که به آن VRAM می‌گویند.

لازم به توضیح است که کارت گرافیک اختصاصی، یک مدار یا قطعه الکترونیکی مجزا شامل تراشه‌ای به‌عنوان GPU یا VRAM و... است. نوع دیگری از کارت گرافیک نیز وجود دارد که به آن کارت گرافیک یکپارچه می‌گویند و در این حالت GPU روی یک مدار مجزا به‌عنوان کارت گرافیک سوار نمی‌شود، بلکه در خود CPU تعبیه شده و با آن ادغام می‌گردد. در این شرایط GPU از رم کامپیوتر به‌عنوان حافظه مورد نیاز خود استفاده می‌کند. در مقاله‌ای با عنوان کارت گرافیک اختصاصی و یکپارچه به‌طور کامل هر دو را بررسی و مقایسه کرده‌ایم و مزایا و معایب هر یک را ذکر کرده‌ایم.

پس تا اینجا دانستیم که یک کارت گرافیک شامل GPU و VRAM است و متوجه تفاوت GPU و کارت گرافیک شدیم. علاوه بر این، کارت گرافیک‌ها عموما به دلیل محاسبات سنگین، بار کاری بالا، مصرف زیاد انرژی و در نتیجه تولید گرمای زیاد نیاز به یک سیستم خنک کننده اختصاصی هم دارند. به همین علت همواره یکی از بخش‌های اساسی کارت گرافیک‌های امروزی، فن(های) آن است تا گرما را از GPU دور نگه دارد.

کاربرد کارت گرافیک

به این ترتیب از مجموع GPU، VRAM، فن(های) خنک ‌کننده، پورت یا درگاه‌های مختلف و غیره، کارت گرافیک شکل می‌گیرد. کارت گرافیک معمولا به شکل یک برد است که در شکاف مخصوص به خودش در داخل لپ تاپ یا کیس کامپیوتر قرار داده می‌شود. برخی از کارت‌های گرافیک هم به صورت اکسترنال یا خارجی به سیستم متصل می‌شوند که این نوع از کارت گرافیک‌ها اغلب با یک قاب اختصاصی پوشانده شده و مثلا از طریق یک کابل USB به رایانه وصل می‌شوند.

تاثیر کارت گرافیک بر سرعت و عملکرد کامپیوتر

خرید کارت گرافیک هم برای کاربری شخصی و هم در سطوح تجاری باعث بالا رفتن سرعت اجرای برنامه‌های گرافیکی و انجام محاسبات مربوط به آن می‌شود. این مدار کمک می‌کند تا چند مورد از دستوراتی که کاربر به سیستم می‌دهد، به‌صورت هم‌زمان و موازی پردازش شوند. این دستورات می‌توانند مربوط به طیف گسترده‌ای از برنامه‌های گرافیکی کامپیوتر و رندر ویدئوها باشند. برای درک بهتر تاثیر کارت گرافیک بر سرعت کامپیوتر اجازه دهید از چند مثال استفاده کنیم. فرض کنید در حال ویرایش عکس یا ویدئو با استفاده از برنامه‌های مربوطه هستید. یا اگر برای مثال در حوزه‌ معماری فعالیت داشته باشید، معمولا باید با برنامه‌هایی گرافیکی کار کنید که لازم است تصاویر سه‌بعدی طراحی‌شده توسط شما را به صورت یک ویدئو به نمایش درآورند. به این کار رندر کردن گفته می‌شود.
معمولا در سیستم‌هایی که کارت گرافیک ضعیفی دارند، رندر کردن یا اجرای این تصاویر نیازمند صرف زمانی طولانی است. برخورداری از یک کارت گرافیک قدرتمند می‌تواند سرعت اجرای همه این کارها را افزایش دهد؛ ضمن اینکه تصاویر باکیفیت‌تری را نیز برای شما به نمایش در خواهد آورد. جدا از این نمونه‌ها، قابلیت‌های کارت گرافیک‌های قوی در اجرای سریع و بی‌نقص بازی‌های کامپیوتری نیز بسیار اثرگذار است. همچنین برای اجرای برنامه‌ها و محاسبات مربوط به هوش مصنوعی (که شاخه‌ای مهم از دانش کامپیوتر است) نیز قدرت کارت گرافیک اهمیت به‌سزایی دارد.

از طرفی وجود کارت گرافیک قدرتمند در سیستم شما باعث می‌شود تا کسانی که برنامه‌های گرافیکی را طراحی می‌کنند، بتوانند جلوه‌های بصری و صحنه‌های واقعی‌تری را با تکنیک‌های پیشرفته‌ نورپردازی و سایه ایجاد نمایند. اگرچه تا دو دهه پیش، پردازنده‌های گرافیکی عمدتا برای سرعت بخشیدن به برنامه‌های گرافیکی سه‌بعدی بلادرنگ (مانند بازی‌ها) مورد استفاده قرار می‌گرفتند، اما در سال‌های اخیر دانشمندان حوزه کامپیوتر متوجه شدند که GPUها توانایی حل برخی از دشوارترین مسئله‌های محاسباتی جهان را نیز دارند. این درک باعث شد تا امروزه پردازنده‌های گرافیکی بیش از هر زمان دیگری قابل برنامه‌ریزی باشند. همچنین قابلیت انعطاف‌پذیری بالایی به آن‌ها اضافه شده است که موجب می‌شود تا بتوان از آن‌ها برای سرعت بخشیدن به طیف گسترده‌ای از برنامه‌های کاربردی بهره برد که بسیار فراتر از رندر گرافیکی سنتی است.

بیشتر بخوانید: بهترین برندهای کارت گرافیک

تاثیر کارت گرافیک بر سرعت کامپیوتر

جمع بندی

کارت گرافیک شامل پردازنده گرافیکی یا همان GPU و اجزای دیگری مثل خنک‌ کننده GPU و حافظه‌ای به نام VRAM و... است که عملکردی بسیار مشابه با عملکرد CPU یا همان پردازنده مرکزی سیستم‌های رایانه‌ای دارد. کاربرد کارت گرافیک در لپ تاپ نیز مانند CPU انجام محاسبات و پردازش اطلاعات خام کامپیوتری است؛ با این تفاوت که کارت گرافیک این کار را فقط بر روی داده‌های تصویری یا گرافیکی انجام می‌دهد.

مجموع فعالیت‌های کارت گرافیک باعث افزایش سرعت کامپیوتر یا لپ تاپ در اجرای برنامه‌های گرافیکی سنگین و پخش باکیفیت‌تر و بدون تاخیر تصاویر و ویدئوها می‌شود. از کارت گرافیک می‌توان در اجرای بهتر بازی‌های کامپیوتری، برنامه‌های ویرایش عکس یا فیلم، برنامه‌های مبتنی بر هوش مصنوعی و همچنین اجرای پروژه‌های سنگین گرافیکی مربوط به معماری و... بهره برد. در نتیجه کامپیوتر بدون کارت گرافیک از این امکانات بی بهره است.

سوالات متداول

نقش کارت گرافیک در اجرای بازی‌های کامپیوتری پیشرفته چیست؟

کارت‌های گرافیک جدید با بازی‌های واقعیت مجازی، مانیتورهای پیشرفته 4K که نرخ تازه ‌سازی بالایی را می‌طلبد، سازگارند و می‌توانند تصاویر را به‌صورت دوبعدی و سه‌بعدی رندر کنند. به این ترتیب با کمک آن‌ها می‌توان بازی‌ها را با عملکرد گرافیکی بهتر، وضوح بالاتر و نرخ فریم سریع‌تر اجرا کرد.

آیا کارت گرافیک در ویرایش ویدئو و تولید محتوا اثر دارد؟

قابلیت پردازش موازی که از سوی کارت گرافیک‌های جدید ارائه شده است، می‌تواند رندر کردن ویدئو و طراحی گرافیکی با قالب‌های با کیفیت را سریع‌تر و آسان‌تر کند تا کاربر مجبور نباشد زمان زیادی را صرف تولید محتوای مورد نظر خود نماید.

تاثیر کارت گرافیک بر برنامه‌های مبتنی بر هوش مصنوعی به چه صورت است؟

از آنجا که پردازنده‌های گرافیکی توانایی محاسباتی خارق‌ا‌لعاده‌ای دارند، می‌توانند کارهایی مانند تشخیص چهره را (که وابسته به انجام محاسبات پرتعدادی به‌طور موازی هستند) با شتابی باورنکردنی به انجام برسانند. به همین دلیل بسیاری از فناوری‌های یادگیری عمیق امروزی به پردازنده‌های گرافیکی وابسته هستند که در ارتباط با پردازنده‌های مرکزی (CPU) کار می‌کنند.