Что такое видеокарта (графический процессор). Объяснение функции видеокарт

Компьютерная графика является неотъемлемой частью любой современной компьютерной системы, даже лёгких ноутбуков. «GPU» означает графический процессор, и это часть ПК, отвечающая за изображения на экране, которые вы видите.

Что делает графический процессор

Если вы используете свой компьютер только для основных целей — для просмотра веб-страниц или использования офисного программного обеспечения и настольных приложений — вам не нужно больше знать о графическом процессоре. Это часть ПК, которая отвечает за то, что вы видите на своём мониторе, вот и всё.

Однако для геймеров или тех, кто работает с ускорением на GPU, например, для 3D-рендеринга, кодирования видео и т. д., GPU выполняет гораздо больше работы. Этим людям нужно получить гораздо больше от своего графического процессора, поэтому давайте углубимся дальше.

Различные типы графических процессоров

Существует два основных типа графических процессоров, которые вы можете получить для современного ПК: интегрированные и дискретные. Дискретный в этом смысле означает, что он отдельный или выделенный.

Видеокарты обычно представляют собой большие и громоздкие вставные компоненты для настольных ПК с одним, двумя, а иногда и тремя вентиляторами. Эти карты содержат полноценный чип графического процессора, а также оперативную память для обработки более высоких графических нагрузок, таких как видеоигры. Вентиляторы охлаждают компоненты.

Видеокарты для настольных ПК — одни из самых простых компонентов для обновления. Вы просто вставляете карту в слот PCIe x16, подключаете кабель к блоку питания (если требуется), а затем устанавливаете драйверы.

Ноутбуки также могут иметь дискретные графические процессоры. Однако вместо громоздкой карты дискретный графический процессор ноутбука представляет собой просто чип, припаянный к материнской плате. В отличие от настольных компьютеров, их не так просто обновить.

Кроме того, есть встроенная (интегрированная) графика, встроенная прямо в процессор. Не все процессоры имеют это. Например, флагманские процессоры AMD Ryzen для настольных ПК известны тем, что вообще не имеют встроенной графики. Тем не менее, компания производит настольные процессоры со встроенной графикой, называемые ускоренными процессорами (APU).

Чипы Intel Core для настольных ПК с номерами моделей, оканчивающимися на «F», также не имеют графики, как и процессоры Core серии X с номерами моделей, оканчивающимися на «X». Поскольку эти процессоры не имеют графического процессора, они продаются по более низкой цене.

Процессор без графики беспокоит только настольные компьютеры. Опять же, ноутбуки продаются в комплекте, поэтому для них требуется либо дискретный графический процессор, либо встроенная графика, встроенная в процессор.

Современные процессоры со встроенной графикой могут быть удивительно мощными. Некоторые из них способны запускать некоторые старые лучшие и тяжёлые игры с приемлемой частотой кадров на более низких настройках графики.

Это экономичный выбор для тех, кто пока не может позволить себе видеокарту своей мечты. Однако любому, кто хочет заняться серьёзными играми, понадобится отдельный графический процессор.

Что делает графический процессор

Самый простой способ понять, что делает GPU, — это поговорить о видеоиграх. В игре мы можем увидеть сгенерированное компьютером изображение человека, ландшафта или замысловато детализированную модель трёхмерного объекта. Что бы мы ни видели, это всё благодаря графическому процессору.

Видеоигры — это сложные задачи, требующие параллельного выполнения множества математических вычислений для отображения изображений на экране. Графический процессор специально создан для обработки графической информации, включая геометрию изображения, цвет, затенение и текстуры. Его оперативная память также предназначена для хранения большого объёма информации, поступающей на графический процессор, и видеоданных, известных как буфер кадра, которые направляются на ваш экран.

Графический процессор получает все инструкции по рисованию изображений на экране от ЦП, а затем выполняет их. Этот процесс перехода от инструкций к готовому изображению называется рендерингом или графическим конвейером.

Базовой единицей для начала создания 3D-графики является полигон. Точнее, треугольники. Почти всё, что вы видите в типичной видеоигре, начинается с огромной коллекции треугольников. Могут использоваться и другие формы, но подавляющее большинство — треугольники.

Эти основные формы, в дополнение к другим линиям и точкам, известны как «примитивы». Они созданы для создания узнаваемых объектов, таких как стол, дерево или волшебник с посохом. Чем больше полигонов вы используете для объекта, тем более подробными могут стать ваши готовые изображения.

Каждый объект имеет свой собственный набор координат, который необходимо задать в сцене. Например, если бы человек рисовал столовую, мы бы использовали собственное суждение о том, где должны быть стол и стулья или как близко эти предметы должны быть к стене.

Компьютеру нужные конкретные данные в виде координат для размещения. Это одна из причин, почему иногда в видеоиграх что-то идёт не так, и вы внезапно видите объект в воздухе.

Как только сцена настроена, графический процессор начинает определять перспективу в зависимости от того, куда «камера» смотрит на сцену. Битва на улице, например, будет выглядеть совсем по-другому, если ваш персонаж стоит на крыше припаркованного автобуса и смотрит на хаос, а не украдкой посматривает, присев за перевёрнутое такси. Опять же, для определения углов обзора требуется много математических вычислений.

После небольшой доработки изображения приобретают текстуры, тени, цвета и штриховки, благодаря которым всё это оживает.

Вся эта графическая обработка происходит с молниеносной скоростью, требующей тяжёлых вычислений, поэтому в первую очередь необходим отдельный процессор.

Графический процессор создан специально для обработки графики, которая требует большого количества параллельных математических вычислений. Это более сильное внимание к вычислениям и параллельным операциям является причиной того, что ранние сторонники Биткойна обратились к майнинг фермам, заполненным графическими процессорами, для создания математических вычислений, необходимых для майнинга криптовалютных монет. Между тем процессоры не так специализированы и имеют более общее назначение.

Технически вы могли бы полагаться на ЦП для графики, но это было бы неэффективно, и конечный результат никогда не был бы столь впечатляющим визуально. Процессору просто не хватает ресурсов для большинства игр. На нем уже запущена ваша операционная система, другие программы и фоновые процессы. Центральный процессор также помогает запускать игру, выполняя физические расчёты, отвечая за действия ИИ и другие задачи.

Какой графический процессор вам нужен?

Теперь вы знаете основы того, что делает GPU, и какие существуют виды. Итак, как узнать, какой из них вам нужен? Если вы играете в игры на настольном компьютере, вам нужна видеокарта, и есть целый мир обзоров, которые помогут вам выбрать лучшую.

Как правило, убедитесь, что видеокарта соответствует разрешению вашего монитора, например 1080p, 1440p или 4K. Функции видеоигр постоянно совершенствуются и требуют нового оборудования. Это означает, что видеокарты устаревают быстрее, чем другие компоненты. Владельцам настольных компьютеров следует приобрести что-то, выпущенное за последние два-три года.

Для игр на ноутбуке будьте очень и очень осторожны. Многие игровые ноутбуки имеют дискретные графические процессоры старше двух поколений и стоят столько же (или почти столько же), сколько и ноутбуки с более новым графическим процессором.

Если вы сосредоточены на редактировании видео для энтузиастов, более важен мощный процессор, но также необходима дискретная видеокарта (пусть даже устаревшая на несколько поколений).

Для всех остальных подойдёт встроенная графика. Нет необходимости приобретать видеокарту для потоковой передачи видео, то есть стриминга (конечно, если вы стримите не игры, а что-то другое), основных веб-игр или даже базового редактирования фотографий. Просто убедитесь, что ваш центральный процессор действительно имеет встроенный графический процессор. В противном случае вас может ожидать неприятный сюрприз при попытке загрузить эту новую сборку рабочего стола.

Если вам интересно, вы можете проверить, какой графический процессор установлен на вашем ПК с Windows 11 и Windows 10.

Смотрите также: Как проверить, какая видеокарта установлена