کارت گرافیک

کارت گرافیک چسیت

کارت گرافیک کامپیوتر یک قطعه سخت‌افزاری است، که تولید تصویری که بر روی مانیتور قرار دارد را به عهده دارد. هرگونه تصویری که در نمایشگر کامپیوتر خود می‌بینید از تعداد بسیار زیادی، پیکسل تشکیل‌شده است. این قطعه وظیفه تبدیل تصاویر به سیگنالهایی قابل فهم برای مانیتور را به عهده داشته و اطلاعات را از طریق رابط‌های مخصوص به مادربرد منتقل می کند.
وجود آن، سبب ارائه تصاویری روان‌تر و صاف‌تر می شود وهمین امر طبیعتاً برای گیمرها و ویرایشگران فیلم بسیار بااهمیت تلقی می‌شود.
کار کارت گرافیک پیچیده به نظر می‌رسد، اما اصول و اجزای آن به‌راحتی قابل‌درک هستند.
در این مقاله، ما به قسمت‌های اساسی کارت گرافیک و آنچه آن‌ها انجام می‌دهند، می‌پردازیم.

graphics card

کارت گرافیک چه فرقی با سی پی یو دارد

پردازنده گرافیکی یا Graphic Processor Unit که به اختصار به آن GPU گفته می شود، قطعه ای است که روی کارت های گرافیک و همچنین گرافیک های آنبورد قرار داده می شود. این قطعه به صورت مجزا از CPU کار پردازش و رندرینگ تصاویر را انجام می دهد. اطلاعات را برای پردازش تصویر ترجمه می‌کند و خروجی را روی صفحه نمایش ارایه می‌دهد. هر چه کارت گرافیک در نمایش تصویر سریعتر باشد، خروجی بصری بهتری خواهیم داشت.

قبل از ابداع پردازشگرهای گرافیکی پردازش تصاویر و رندرینگ آنها به همراه سایر پردازش ها توسط cpu یا پردازنده مرکزی انجام می شد، در نتیجه هنگام رندرینگ تصاویر به ویژه هنگام کار با نرم افزارهای گرافیکی، فشار زیادی روی پردازنده وارد شده و کندی شدیدی روی سیستم تحمیل می شد. اما با آمدن جی پی یو ها، تصویرسازی ها و رندرینگ تصاویر از دوش CPUبرداشته شد، همچنین گیمرها برای استفاده از سیستم های کامپیوتری به راحتی می توانند با GPUهای قدرتمند بدون افت سرعت بازی های خود را اجرا کنند. در پاسخ به این سوال که کار پردازنده گرافیکی چیست، می توان گفت: پردازنده های گرافیکی قابل نصب در کامپیوترها و لپ تاپ ها، کنسول های بازی، ورک استیشن ها و سرورها در رندرینگ تصاویر، ویدئوها و فایل های گرافیکی بدون وارد آمدن فشار روی cpu. سهم مهمی دارند.

cpu

gpu

کارت گرافیک Onbord چیست

گرافیک های آنبورد داخل CPU تعبیه شده اند و معمولا به قدرت گرافیک های غیر آنبرد نیستند. چند دلیل برای این قضیه وجود دارد. ساختن یک ماشین پردازش گرافیکی هزینه بالایی دارد که البته این هزینه بیش از همه روی دوش مشتری می افتد. بنابراین اضافه کردن یک موتور گرافیکی بسیار قوی به سی پی یو می تواند هزینه خرید آن را به شدت افزایش دهد. از این رو اضافه کردن یک بخش گرافیکی به آن با قدرتی متوسط که صرفا جهت راه انداختن کارهای معمولی مناسب باشد معقول تر به نظر می رسد.

البته تنها مشکل تعبیه یک گرافیک قدرتمند در سی پی یو هزینه های بالای این کار نیست. بلکه محدودیت های فیزیکی هم یکی دیگر از علل آن است. پردازش گرافیکی نیاز به قدرت قابل توجهی دارد و البته باعث تولید حرارت هم می شود و حرارت هم دشمن اصلی قطعاتی مثل CPU است. تحمیل بار گرافیکی بسیار سنگین و حرارت ناشی از آن به CPU باعث افت عملکرد و حتی در مواردی آسیب آن خواهد شد. بنابراین گرافیک های آنبرد قابل تعویض نیستند و هیچگاه به قدرت کارت های گرافیک غیر آنبرد نخواهند بود. گرافیک آنبرد می تواند به نمایش رابط های سیستم عامل، انیمیشن های ساده و پخش ویدیو بپردازد. ولی نمی توان از آن انتظار عملکردهایی مثل پردازش های سه بعدی را داشت.

Onboard graphics card

مزایای کارت گرافیک

در بالا سعی کردیم کارت گرافیک را به اختصار توضیح دهیم بنابراین وقت آن است تا به مزایای آن بپردازیم

1. عملکرد

این محصول تمایل دارد عملکرد سیستم را تا حد بیشتری افزایش دهد.  همان گونه که گفتیم این واحد پردازش گرافیک ( GPU ) خود را دارد که کار پردازش گرافیک را انجام می دهد. بنابراین ، برای عملکرد آن به CPU بستگی ندارد. CPU با بار کمتر به این معنی است که می تواند بر عملکرد کل سیستم تأثیر بگذارد.

2. بازی

هدف اصلی آن اجازه دادن به بازی های گرافیکی است. گرچه امروزه بیشتر رایانه ها دارای گرافیک یکپارچه هستند ، اما امروز آنها نمی توانند از پس بازی ها برآیند. حتی اگر قادر به انجام این کار باشد ، باید آن را در کمترین تنظیمات ممکن اجرا کنید. از این رو ، بهترین گزینه استفاده از کارت گرافیک اختصاصی است. کاربران با استفاده از آن می توانند از انجام بازی هایی با نرخ فریم مناسب و بدون مشکل عقب ماندن لذت ببرند.

3. استفاده از حافظه

یک کارت گرافیک داخلی کامپیوترها بخشی از حافظه سیستم را برای عملکرد آنها به اشتراک می گذارد. اگر کارت گرافیک اختصاصی استفاده شود ، حافظه خاص خود را دارد بنابراین حافظه را از رایانه آزاد می کند. بعلاوه این حافظه ها بسیار سریعتر از حافظه سیستم هستند.

4. تجربه فیلم

علاوه بر بازی ،می تواند تجربه ویدیویی شما را بهبود ببخشد. مخصوصاً هنگام تماشای فیلم های HD و Blu-ray. علاوه بر این ویرایش فیلم نیز می تواند با دقت بیشتری انجام شود. این منابع خاص خود را برای پردازش و فشرده سازی فیلم ها دارد.

نسل های کارت گرافیک Nvidia

Nvidia graphics card

کارت گرافیک های NVIDIA در سیستم‌های حرفه‌ای استفاده می‌شوند و به طور کلی سه دسته هستند: NVIDIA Quadro و NVIDIA GeForce و Nvidia Tesla. کاربرد انویدیا در گیمینگ، انیمیشن، شبیه سازی، طراحی‌های ۳D و صنعتی است. از بین این سه دسته، انویدیا تسلا مخصوص سرورها و دیتاسنترهاست و در ورک استیشن ها هم به کار می‌روند. یکی از سوالاتی که هنگام کانفیگ پی سی و ورک استیشن با آن روبه‌رو می‌شویم، این است که کدام بهتر است؟ جی فورس یا کوآدرو؟ هر یک برای چه کاربردی مناسب است؟ در ادامه به مقایسه nvidia می‌پردازیم.

NVIDIA شرکتی آمریکایی است که در سال ۱۹۹۳ تأسیس شد و در تولید تکنولوژی‌های کارت‌های ویدئویی، گرافیکی، ورک استیشن، رایانه‌های شخصی، دستگاه‌های پورتابل در سرتاسر جهان فعال است. NVIDIA یکی از فروشنده‌های اصلی کارت و پردازنده‌های گرافیکی (GPU) و رقیب AMD است

تمام NVIDIA GPU ها از GPGPU یا General Purpose GPU پشتیبانی می‌کنند اما تمام انواع  NVIDIA، کارایی و ویژگی‌های یکسانی ندارند. برخی ویژگی‌ها هم فقط در کارت گرافیک‌های حرفه‌ای Tesla و Quadro وجود دارد. در نسل های کارت گرافیک nvidia از معماری‌های مختلفی استفاده شده که جدیدترین آنها معماری تورینگ است. تورینگ و کودا و پاسکال همواره بهترین تکنولوژی‌هایی است که انویدیا به بازار عرضه کرده است.

انواع کارت گرافیک nvidia:

سری های کارت گرافیک nvidia به طور کلی به سه دسته تقسیم می‌شوند:

۱- NVIDIA Quadro

NVIDIA Quadro

محصولات گرافیکی حرفه‌ای کوادرو (Quadro)، کارایی و قابلیت های حرفه‌ای زیادی در زمینه مهندسی، پزشکی، معماری و رسانه‌ای و … فراهم می‌آورد. این محصولات بر پایه قدرت پردازش سریع و معماری کپلر (Kepler) ساخته شده‌اند.

سری Quadro به دو مجموعه کاملاً مجزا تقسیم می‌شوند. مجموعه اول کارت‌های سری Quadro FX هستند که شامل پردازنده‌های گرافیکی با کارایی بالا برای اجرای نرم‌افزارهای طراحی صنعتی هستند و دسته دوم کارت‌های سری Quadro NVS هستند که در زمینه CAD/CAM و سیستم‌هایی که به چندین خروجی نمایشگر به هم پیوسته نیاز دارند طراحی شده‌اند. نام‌گذاری مدل‌های مختلف سری Quadro نسبت به کارت‌های گرافیکی مخصوص سیستم‌های خانگی، متفاوت است.  این دسته از محصولات بیشتر در Workstation ها استفاده می‌شوند

۲- NVIDIA Geforce

NVIDIA Geforce

این دسته بر اساس معماری کپلر طراحی شده‌اند و از GPGPU پشتیبانی می‌کنند که باعث بالا بودن کارایی در آنها می‌شود. اولین دسته از محصولات جی فورس در سال ۱۹۹۹ عرضه شد و جدیدترین کارت گرافیک های Geforce در قالب سری ۲۰ و سری ۱۶ به ترتیب در سال ۲۰۱۸ و ۲۰۱۹ وارد بازار شد. تا به حال ۱۶ سری مختلف از جی فورس ها به مشتریان ارایه شده است.

۳-NVIDIA Tesla

NVIDIA Tesla

Tesla در زمینه دیتاسنتر حرف اول را می‌زنند زیرا توان عملیاتی، کارایی و Uptime را به حداکثر می‌رسانند. NVIDIA آن را برای مصارف پیشرفته و انترپرایزی ارایه داده و از جمله کاربردهای آن در محاسبات سنگین گرافیکی، انیمیشن و رندرینگ، تحقیقات آنالیز علمی، پیاده‌سازی VDI، سرورها و سیستم‌های HPC و بیگ دیتا، به بازار معرفی کرده است. NVIDIA Tesla K40 و NVIDIA Tesla K80 از جمله مدل‌های این دسته کارت گرافیک های انویدیا است.

 نسل های کارت گرافیک AMD

AMD graphics card

وقتی صحبت از قیمت و عملکرد می شود ، قطعاً بهترین کارت گرافیک های AMD به ذهن میرسند. این دسته بهترین را ارائه می دهند و ضمن اینکه رقابتی هستند قیمت های خود را با قدرت زیادی ارائه بازار میکنند. در واقع ، آنها می توانند خود را در برابر پردازنده های گرافیکی انویدیا حفظ کنند در حالی که با قیمت بسیار پایین تری وارد بازار می شوند .

جای تعجب نیست که بهترین کارت های گرافیک AMD در بین گیمرهای ارزان قیمت و میان رده مورد توجه هستند.

اگر به دنبال آخرین بازی های رایانه های شخصی ، ایجاد طرح های سه بعدی یا ویرایش ویدئو باشید ، بهترین گزینه برای شما کارت های گرافیک AMD هستند.

بهترین کارت گرافیک های AMD در یک نگاه:

1.AMD Radeon RX 6800

2.AMD Radeon RX 5700

3.AMD Radeon RX 5600 XT

4.AMD Radeon RX 6800 XT

5.AMD Radeon RX 5500 XT

برند ها (شرکت های ) سازنده کارت گرافیک

امروزه تعداد شرکت‌های تولید کارت گرافیک افزایش یافته است و در بازار می‌توانید مارک‌های بسیار زیادی را پیدا کنید. توجه داشته باشید منظور ما از شرکت‌های تولید کارت گرافیک برندهای Nvidia و AMD نیستند. این 2 برند، چیپست‌های گرافیکی تولید می‌کنند. اما شرکت های تولیدکننده یک کارت گرافیک کامل می‌سازند. با ما همراه باشید تا شما را با بهترین برندهای کارت گرافیک و بهترین مارک‌های کارت گرافیک گیمینگ آشنا کنیمعرفی بهترین مارک‌های کارت گرافیک

همانطور که گفتیم برندها به تولید یک کارت گرافیک کامل می‌پردازند. این شرکت‌های تولید کارت گرافیک از چیپست‌های Nvidia و AMD در کارت‌های خود استفاده می‌کنند. البته 2 کمپانی انویدیا و ای‌ام‌دی نیز با معرفی هر چیپست، یک کارت گرافیک را که با آن چیپست ساخته شده است معرفی می‌کنند. این کارت گرافیک‌ها به عنوان کارت گرافیک مرجع شناخته‌ می‌شوند و بقیه شرکت‌های تولیدی از این کارت‌ها الگو برداری می‌کنند. اما کارت‌های گرافیکی تولید شده توسط این شرکت‌ها دارای تفاوت‌هایی با کارت گرافیک مرجع هستند. این تفاوت‌ها شامل تفاوت در سیستم خنک‌کنندگی،پورت‌های خروجی و … می‌شوند کم.

بهترین برندها شرکت‌های ایسوس (Asus)، گیگابایت، MSI، زوتاک، EVGA و … هستند. این شرکت‌ها با استفاده از تراشه‌های Nvidia و AMD محصولات گرافیکی‌ خود را تولید می‌کنند. آن‌ها از تجربه‌های خود در زمینه ساخت کارت گرافیک استفاده کرده و سعی دارند بهترین کارت ممکن را با آن تراشه گرافیکی تولید کنند. این برندهای کارت گرافیک ممکن است گاهی یک امکان جدید را نیز به کارت گرافیک مرجع اضافه کنند تا کارایی آن‌را افزایش دهند و مشتریان را به سمت محصولات خود جذب کنند.

چرا باید کارت گرافیک استفاده کرد

هرچند که CPU و RAM جز مؤلفه‌های مهم رایانه شما به‌حساب می‌آیند ولی برای نصب بازی رایانه‌ای، GPU یکی از مؤلفه‌های مهم است. اگر شما GPU قوی نداشته باشید نمی‌توانید بازی‌های رایانه‌ای جدید و حرفه‌ای را نصب کنید، از طرف دیگر جی پی یو حجم عملیات مربوط به پردازنده اصلی را کاهش می‌دهد؛ به عبارتی سرعت و عملکرد سیستم شما افزایش پیدا می‌کند، بنابراین اگر به دنبال نصب بازی رایانه‌ای حرفه‌ای بر روی سیستم خود هستید یا می‌خواهید سیستم خود را ارتقا دهید باید GPU خود را تعویض کنید.

برای اینکه بتوانید به‌راحتی این قطعه را تعویض کنید بهتر است که پردازنده گرافیکی بر روی بردی نصب باشد که این برد بر روی مادربرد سوار باشد و همچنین بتوان به‌راحتی آن را از مادربرد جدا کرد. اگر شما داخل لپ‌تاپ خود را ببینید، مشاهده می‌کنید که پردازنده گرافیکی بر روی مادربرد لحیم شده است، یعنی به همین راحتی نمی‌توانید GPU خود را تعویض کنید، بنابراین بهتر است که پردازنده گرافیکی بر روی کارت گرافیک نصب باشد و همان‌طور که در ابتدا گفتیم کارت گرافیک بر روی مادربرد سوار است و به‌راحتی می‌توانیم آن را از مادربرد جدا کنیم.

هسته CUDA

احتمالا شما هم اگر به دنبال خرید کارت گرافیک بوده باشید سراغ برندهایی که از چیپ‌های انویدیا استفاده کرده‌اند رفته‌اید، در مشخصات این کارت‌ها به عددی روبروی واژه CUDA برخورد کرده‌اید. CUDA مخفف ترکیب Compute Unified Device Architecture است، تکنولوژی خاصی که انویدیا در محصولات خود استفاده کرده و به همین دلیل تنها در مشخصات کارت‌هایی که از چیپ‌های این شرکت استفاده کرده‌اند دیده می‌شود.

هسته CUDA

به وسیله این تکنولوژی، برنامه‌نویسانی که از زبان‌های C،C++ یا امثال آن استفاده می‌کنند، می‌توانند کدها را بدون دخالت اسمبلی، به صورت مستقیم برای پردازش به کارت گرافیک ارسال کنند. چیزی که برای استریم ویدیو، یا هزاران کار دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اطلاعاتی در باب هسته‌های CUDA

در این بین سوال اینجاست که در زبان ساده این هسته‌ها چه هستند و به چه کاری می‌آیند. هسته‌های CUDA در زبان ساده همچون هسته‌های پردازنده مرکزی، کارها را به صورت موازی به انجام می‌رسانند. البته وقتی در هسته مرکزی ما صحبت از دو، چهار یا هشت هسته می‌کنیم، در انویدیا بحث بر تعداد بسیار بیشتری از هسته‌هاست که کارها به صورت موازی و با سرعتی یکسان در آن‌ها انجام می‌شود.

وقتی کارها به صورت جدا در هسته‌های مختلف انجام می‌شود، بخش‌های مختلف پردازش تقسیم شده و از این رو تاثیر مستقیمی در سرعت اجرا و پردازش خواهد گذاشت. مثلا در پردازش بازی‌های کامپیوتری، کاراکترها، بافت‌های محیطی و اجزای مختلف به صورت جدا در هسته‌ها پردازش می‌شوند تا روند کار بسیار بهتر صورت پذیرد.

تفاوت کارت گرافیک و GPU

پردازنده گرافیکی یا Graphic Processor Unit که به آن GPU گفته می شود، قطعه ای است که روی کارت های گرافیک قرار داده می شود. این قطعه به صورت جداگانه از CPU کار پردازش و رندرینگ تصاویر را انجام می دهد. کارت گرافیک اطلاعات را برای پردازش تصویر ترجمه می‌کند و خروجی را روی صفحه نمایش ارایه می‌دهد. هر چه در نمایش تصویر سریعتر باشد، خروجی بصری بهتری خواهیم داشت.

فرکانس کارت گرافیک

graphics card

این روزها،اخبار داغ کارت گرافیک ها را شاهد هستیم.دو تولید کننده در جهان،یعنی AMD و Nvidia در حال رونمایی دستاوردهای خود هستند.در این میان برخی از مشخصات فنی مانند فرکانس هسته،فرکانس حافظه و حتی پهنای باند،جزو ارقامی هستند که در انتخاب آنها نقش کلیدی را ایفا می کنند.

یادتان باشد که تنها طول موج،شدت فرکانس و تعداد فرکانس های عبوری در هر ثانیه،ملاک بدست آوردن توان پردازشی یک GPU و یا CPU نبوده و نخواهد بود.معماری تولید،لیتوگرافی،پهنای باند،حجم حافظه و…نیز جزو عوامل موثر در این زمینه هستند.همانطور که بارها نیز بدان برخورد کرده ایم،گاها یک کارت گرافیک با مشخصات ضعیفتر بر روی کاغذ،از قدرت و سرعت بیشتری برخوردار است.

پهنای باند حافظه گرافیکی

علاوه بر ظرفیت رم، پهنای باند آن هم مطرح است که بر کارایی کارت گرافیک تاثیر به سزایی دارد. پهنای باند حافظه گرافیکی یعنی سرعت انتقال دیتا بین حافظه و پردازنده گرافیکی. میزان پهنای باند رم از ضرب سه فاکتور تعداد تراشه حافظه و پهنای باس هر تراشه و سرعت تراشه، تقسیم بر ۸ به دست می‌آید. مثلا کارتی با ۸ تراشه حافظه با سرعت ۱۰ گیگ و پهنای باس ۳۲ بیت، پهنای باند ۳۲۰ گیگابایت بر ثانیه دارد.

در مدل‌های رده بالا حتی تا یک ترابایت پهنای باند حافظه فراهم می‌کنند. نزاع اصلی بر سر همین پهنای باند حافظه است.

خنک کننده

CPU cooling

در گذشته‌ای نه چندان دور پردازنده‌های اصلی و گرافیکی یا به عبارت معمول‌تر CPU و کارت گرافیک‌ها بزرگ‌تر بودند و قدرت پردازشی پایین‌تری داشتند. امروزه تراشه‌ها پیشرفت کرده‌اند به این صورت که در همان ابعاد قبلی، قدرت پردازشی به مراتب بالاتری ارایه می‌کنند یا در ابعاد کوچک‌تری ساخته می‌شوند. سازندگان به سمت تولید تراشه‌های کوچک‌تر حرکت کرده‌اند تا سیستم‌های کامپیوتری جمع‌وجورتر شوند اما هنوز مشکل داغ شدن بیش از حد تراشه هنگام کار یک مشکل جدی است و سیستم‌های خنک‌کننده پیشرفته‌ای برای غلبه بر آن معرفی شده که در ادامه‌ی مطلب به معرفی آنها میپردازیم

مشکل بزرگ خنک‌کاری تراشه‌های کوچک و در عین حال قدرتمند است. این مشکل در مورد تراشه‌های وسایل همراه چندان با اهمیت نیست چرا که انرژی کمتری مصرف کرده و گرمای کمتری هم تولید می‌کنند. البته قدرت پردازشی چنین تراشه‌هایی در مقایسه با تراشه‌های قدرتمند PC کمتر است.

اما در مورد پردازنده‌های رده اول با تراشه‌ی کوچک روبرو هستیم که تراکم ترانزیستورها روی آن بسیار بالاست. فرکانس کاری و بالطبع ولتاژ کاری بالا منجر به تولید گرمای زیادی می‌شود. در این حالت برای انتقال حرارت و یا به عبارتی گرمای تولید شده توسط تراشه، سطح کوچکی در اختیار داریم که بازدهی سیستم خنک‌کاری را تحت‌الشعاع قرار می‌دهد. لذا سازندگان مختلف سعی در معرفی کردن سیستم‌های خنک‌کاری بهینه‌تر و کاراتر دارند.

خنک‌کننده‌ها در حالت کلی به دو دسته تقسیم می‌شوند. سیستم‌های خنک‌کاری هوایی یا Air Cooling و سیستم‌های خنک‌کاری آبی یا Water Cooling. البته افراد حرفه‌ای در مسابقات اورکلاک پردازنده از نیتروژن مایع و موادی مشابه آن استفاده می‌کنند تا تراشه را به شدت خنک کرده و رکوردشکنی کنند.

اورکلاک کارت گرافیک

اگر می‌خواهید بدون پول خرج کردن کمی به قدرت کامپیوتر خود بیافزایید، اورکلاک کردن GPU راه نسبتا آسانی برای آن است. این کار این روزها از قبل هم ساده‌تر شده ، حداقل روی کامپیوترهای ویندوز ، و با این که مقداری زمان‌بر است، به هیچ مهارت یا دانش خاصی نیاز ندارد.

اورکلاک (Overclock) در لغت به معنی افزایش سرعت کلاک یکی از اجزاء سخت‌افزار است. اورکلاک کردن معمولاً در مورد پردازنده‌ی اصلی (CPU) و نیز پردازنده‌ی گرافیکی (GPU) صورت می‌گیرد. سازنده‌ی تراشه، فرکانس مشخصی را برای کارکرد آن در نظر گرفته و وقتی آن را اورکلاک می‌کنیم، قطعه مورد نظر در سرعت کلاک بالاتری فعالیت می‌کند. اجزای دیگری مثل حافظه‌ی رم را نیز می‌توان اورکلاک کرد.

با افزایش سرعت کلاک اجزای سخت‌افزاری، تعداد اعمال انجام شده در ثانیه افزایش می‌یابد و لذا عملکرد سیستم بالا می‌رود اما گرمای بیشتری نیز تولید شده و حرارت قطعه بالاتر می‌شود. به همین علت است که باید به دقت دمای سخت‌افزار را بررسی کرد و در صورت نیاز از تجهیزات خنک‌کننده بهتری استفاده نمود.

لیست قیمت کارت گرافیک

با توجه به توضیحاتی که درباره کارت گرافیگ داده شد کاملا ملموس است که برای ارتقا یک سیستم به کارت گرافیک نیاز داریم در این بخش میتوانید با توجه به نیاز و عملکرد سیستم خود کارت گرافیک خود را خرید کنید