2023-11-21, 12:41 AM
اهمية وحدات معالجة الرسومات GPUs
![[صورة: do.php?img=322755]](https://www.arabsharing.com/do.php?img=322755)
تعد وحدات معالجة الرسومات GPUs واحدة من أهم أنواع تكنولوجيا الحوسبة، سواء للأغراض الشخصية أو التجاري، فقد تم تصميم وحدة معالجة الرسومات للمعالجة المتوازية.
تكمن أهمية وحدة معالجة الرسومات في أنها تستخدم على نطاق واسع سواء في:
الفيديوهات.
عرض الرسومات.
الألعاب.
الذكاء الاصطناعي AI.
الإنتاج الإبداعي.
تستخدم GPU في العديد من التطبيقات ولا يقتصر الامر فقط على مشاهدة ممتعة للألعاب، بل ويذهب الأمر بنا بعيدًا حيث معالجة الرسوم والفيديوهات ودقة الشاشة ووضح الألوان والمشاهد.
بما في ذلك فقد ساعد تطوير الـ GPUفي الذكاء الاصطناعي بشكل كبير، حيث أن البحث النظري في مجال الذكاء الاصطناعي متوفر منذ سنين.
فلماذا حدثت الطفرة الآن في الذكاء الاصطناعي؟ ببساطة لأنه تم تطوير وحدة معالجة الرسومات GPU، ويستخدم GPU في الذكاء الاصطناعي في عدة أمور وهي:
الرؤية الحاسوبية.
معالجة البيانات واسعة النطاق.
التعلم المعزز.
التعرف على الكلام.
النماذج الرسومية.
كشف الكائنات.
فهم اللغة الطبيعية.
صممت وحدات معالجة الرسومات لسريع عرض الرسومات ثلاثية الأبعاد، ولكن بمرور الوقت أصبحت الوحدات أكثر مرونة، وكذلك أكثر قابلية للبرمجة، مما عزز ذلك قدرة الوحدات.
سمح التطور في الـ GPU وقابليتها للبرمجة مبرمجي الرسومات على إنشاء تأثيرات بصرية أكثر واقعية للمشاهد باستخدام تقنيات الإضاءة والتظليل المتقدمة.
كما ساعد تطور وقوة وحدات معالجة الرسومات المبرمجين الآخرين في تسريع أعباء العمل الإضافية وتوفير الوقت. [1] [2]
وحدة معالجة الرسومات GPU
وحدة معالجة الرسومات GPU هي عبارة عن معالج متخصص يساعد في تسريع عرض الرسومات والصور على جهاز الكمبيوتر أو أي جهاز عمومًا.
ويُستخدم هذا التسريع في مجموعة من التطبيقات مثل:
الألعاب.
تحرير الفيديو.
العرض ثلاثي الأبعاد.
تعدين العملات المشفرة.
ويقدم GPU ميزة التسريع التي تفيد في أداء التطبيقات وتحسين جودة الرسومات، كما أنها تعمل على تقليل الوقت اللازم لإتمام العمليات والمهام؛ فيؤدي ذلك إلى تقليل استهلاك الطاقة، وأيضًا الحوسبة المتوازية.
وتعني الحوسبة المتوازية هي القدرة على معالجة الكثير من العمليات، أو فتح العديد من التطبيقات في جهاز واحد في نفس الوقت، دون أن يؤثر ذلك على سرعة الجهاز أو جودة أداء المهام.
قبل عقدين من الزمن كان يقتصر استخدام وحدات معالجة الرسومات في تسريع تطبيقات الرسومات ثلاثية الأبعاد مثل: الألعاب، لكن مع بداية القرن الحادي والعشرين أدرك علماء الكمبيوتر أن وحدات معالجة الرسومات لا تقتصر على تسريع الألعاب فقط.
بل اُكتشف أن لديها القدرة على حل بعض مشاكل الحوسبة الأكثر صعوبة في العالم!، وذلك ما جعلها الآن تستخدم على نطاق واسع جدًا بين الأشخاص وفي أغلب المجالات، وبالإضافة إلى ذلك فقد وُجد أنها أكثر قابلية للبرمجة من أي وقت مضى مما يوفر لها المرونة لتسريع مجموعة واسعة من التطبيقات بخلاف الرسومات التقليدية وحسب.
أصبحت وحدات معالجة الرسومات بعد التطوير هامة جدًا لمصممي الألعاب ومحرري الفيديوهات وصنّاع المحتوى، فقد أصبحت GPU قادرة على تقديم الرسومات ثنائية وثلاثية الأبعاد، مع رسومات واقعية للغاية بجانب ألعاب الواقع الافتراضي.
يمكن لـ GPU تشغيل كل هذه الألعاب بدقة عالية وبمعدلات أسرع.
ولسنوات عديدة عانى محرري الفيديوهات وصنّاع المحتوى من إهدار العديد من الساعات الطويلة أمام الكمبيوتر، فقد عمل ذلك على خنق التدفق الإبداعي بسبب طول الوقت المبذول، لكن الآن فوجود المعالجة المتوازية التي توفرها وحدات معالجة الرسومات مع إمكانيات الذكاء الاصطناعي جعل صنع وعرض الفيديوهات والرسومات عالية الوضوح وأسرع وأسهل. [2] [3]
الفرق بين CPU و GPU
هو أن وحدة المعالجة المركزية CPU تعتبر هي عقل الكمبيوتر، وهي المسؤولة عن القيام بمعظم أعمال تشغيل جهاز الكمبيوتر، بينما وحدة معالجة الرسومات GPU تعد أكثر تخصصًا لتنفيذ المهام المتعلقة بالرسومات والفيديو.
تعد وحدة المعالجة المركزية CPU هي المسؤولة عن القيام بأعمال تشغيل جهاز الكمبيوتر، وتقوم بتلك المهمة عن طريق تنفيذ التعليمات المرسلة إليها من البرنامج.
وهي أحد المكونات الأساسية في الجهاز، وهي تعالج جميع أنواع مهام الحوسبة المطلوبة لتشغيل نظام التشغيل والتطبيقات.
على سبيل المثال لفهم كيفية عمل وحدة المعالجة المركزية CPU:
إذا كنت تريد استخدام تطبيق الآلة الحاسبة على جهاز الكمبيوتر لمعرفة نتيجة جمع هذين الرقمين، فبعد كتابتك للرقمين، يُرسل برنامج الآلة الحاسبة تعليمات إلى وحدة المعالجة المركزية لجمع الرقمين معًا، تقوم CPU بالعملية وتُعيد الإجابة إلى تطبيق الآلة الحاسبة مرة أخرى لتستطيع الآلة عرضها إليك.
أما وحدة معالجة الرسومات GPU فهي أحد مكونات الجهاز أيضًا لكنها تكون أكثر تخصصًا حيث أنها تعمل بكفاءة أكبر مع العمليات الحسابية المعقدة التي تعمل بالتوازي.
يعد الغرض الأساسي من إنشاء GPU هو تنفيذ مهام عرض الرسومات في الألعاب والرسومات المتحركة ولكن الآن تتجاوز استخداماته ذلك بكثير.
تشبه وحدة معالجة الرسومات وحدة المعالجة المركزية من حيث المهام الرئيسية، فعندما تعد وحدة المعالجة المركزية هي الأساس لعمل كافة العمليات على الجهاز، فإن وحدة معالجة الرسومات تركز على مهام معالجة الأرقام التي تحتوي عليها عرض الرسومات.
على سبيل المثال في الفرق بينهما هو افتراض إذا كنت تلعب لعبة فيديو بتقنية ثلاثية الأبعاد وعالية الدقة، فلن تتمكن CPU وحدها بالتعامل مع الأمر، لذلك تتولى GPU معالجة الرسومات حتى تتمكن المعالجة المركزية من متابعة باقي المهام.
لتبسيط الفرق بين الـ CPU و GPU فعليك تخيل الـ CPU بأنه رئيس الطهاة الذي يُشرف على كل شيء ويصنع كل شيء بيده في مطعم كبير للغاية، وافترض أنه يجب عليه التأكد من تقليب 100 من البرجر، GPU هو من استعان بهم الرئيس لقلب 100 من البرجر. [4] [5]
أيهما أفضل CPU أم GPU
لا يوجد أفضل بينهما، لأن كل خادم أو جهاز يحتاج إلى وحدة معالجة مركزية CPU لتشغيله.
ليس عليك أن تختار بينهم، فكل جهاز يحتوي على وحدة معالجة مركزية لنستطيع تشغيله، ولكن قد تتضمن بعض الأجهزة وحدات معالجة الرسومات كوحدات إضافية، فتساعد GPU في أداء الوظائف بشكل أفضل وكفاءة أكبر وأسرع.
فيمكن أن تعمل وحدات معالجة الرسومات بشكل ممتاز عند إجراء حسابات أرقام النقاط العائمة أو معالجة الرسومات، أو مطابقة أنماط البيانات. [5]
تعد وحدات معالجة الرسومات GPUs واحدة من أهم أنواع تكنولوجيا الحوسبة، سواء للأغراض الشخصية أو التجاري، فقد تم تصميم وحدة معالجة الرسومات للمعالجة المتوازية.
تكمن أهمية وحدة معالجة الرسومات في أنها تستخدم على نطاق واسع سواء في:
الفيديوهات.
عرض الرسومات.
الألعاب.
الذكاء الاصطناعي AI.
الإنتاج الإبداعي.
تستخدم GPU في العديد من التطبيقات ولا يقتصر الامر فقط على مشاهدة ممتعة للألعاب، بل ويذهب الأمر بنا بعيدًا حيث معالجة الرسوم والفيديوهات ودقة الشاشة ووضح الألوان والمشاهد.
بما في ذلك فقد ساعد تطوير الـ GPUفي الذكاء الاصطناعي بشكل كبير، حيث أن البحث النظري في مجال الذكاء الاصطناعي متوفر منذ سنين.
فلماذا حدثت الطفرة الآن في الذكاء الاصطناعي؟ ببساطة لأنه تم تطوير وحدة معالجة الرسومات GPU، ويستخدم GPU في الذكاء الاصطناعي في عدة أمور وهي:
الرؤية الحاسوبية.
معالجة البيانات واسعة النطاق.
التعلم المعزز.
التعرف على الكلام.
النماذج الرسومية.
كشف الكائنات.
فهم اللغة الطبيعية.
صممت وحدات معالجة الرسومات لسريع عرض الرسومات ثلاثية الأبعاد، ولكن بمرور الوقت أصبحت الوحدات أكثر مرونة، وكذلك أكثر قابلية للبرمجة، مما عزز ذلك قدرة الوحدات.
سمح التطور في الـ GPU وقابليتها للبرمجة مبرمجي الرسومات على إنشاء تأثيرات بصرية أكثر واقعية للمشاهد باستخدام تقنيات الإضاءة والتظليل المتقدمة.
كما ساعد تطور وقوة وحدات معالجة الرسومات المبرمجين الآخرين في تسريع أعباء العمل الإضافية وتوفير الوقت. [1] [2]
وحدة معالجة الرسومات GPU
وحدة معالجة الرسومات GPU هي عبارة عن معالج متخصص يساعد في تسريع عرض الرسومات والصور على جهاز الكمبيوتر أو أي جهاز عمومًا.
ويُستخدم هذا التسريع في مجموعة من التطبيقات مثل:
الألعاب.
تحرير الفيديو.
العرض ثلاثي الأبعاد.
تعدين العملات المشفرة.
ويقدم GPU ميزة التسريع التي تفيد في أداء التطبيقات وتحسين جودة الرسومات، كما أنها تعمل على تقليل الوقت اللازم لإتمام العمليات والمهام؛ فيؤدي ذلك إلى تقليل استهلاك الطاقة، وأيضًا الحوسبة المتوازية.
وتعني الحوسبة المتوازية هي القدرة على معالجة الكثير من العمليات، أو فتح العديد من التطبيقات في جهاز واحد في نفس الوقت، دون أن يؤثر ذلك على سرعة الجهاز أو جودة أداء المهام.
قبل عقدين من الزمن كان يقتصر استخدام وحدات معالجة الرسومات في تسريع تطبيقات الرسومات ثلاثية الأبعاد مثل: الألعاب، لكن مع بداية القرن الحادي والعشرين أدرك علماء الكمبيوتر أن وحدات معالجة الرسومات لا تقتصر على تسريع الألعاب فقط.
بل اُكتشف أن لديها القدرة على حل بعض مشاكل الحوسبة الأكثر صعوبة في العالم!، وذلك ما جعلها الآن تستخدم على نطاق واسع جدًا بين الأشخاص وفي أغلب المجالات، وبالإضافة إلى ذلك فقد وُجد أنها أكثر قابلية للبرمجة من أي وقت مضى مما يوفر لها المرونة لتسريع مجموعة واسعة من التطبيقات بخلاف الرسومات التقليدية وحسب.
أصبحت وحدات معالجة الرسومات بعد التطوير هامة جدًا لمصممي الألعاب ومحرري الفيديوهات وصنّاع المحتوى، فقد أصبحت GPU قادرة على تقديم الرسومات ثنائية وثلاثية الأبعاد، مع رسومات واقعية للغاية بجانب ألعاب الواقع الافتراضي.
يمكن لـ GPU تشغيل كل هذه الألعاب بدقة عالية وبمعدلات أسرع.
ولسنوات عديدة عانى محرري الفيديوهات وصنّاع المحتوى من إهدار العديد من الساعات الطويلة أمام الكمبيوتر، فقد عمل ذلك على خنق التدفق الإبداعي بسبب طول الوقت المبذول، لكن الآن فوجود المعالجة المتوازية التي توفرها وحدات معالجة الرسومات مع إمكانيات الذكاء الاصطناعي جعل صنع وعرض الفيديوهات والرسومات عالية الوضوح وأسرع وأسهل. [2] [3]
الفرق بين CPU و GPU
هو أن وحدة المعالجة المركزية CPU تعتبر هي عقل الكمبيوتر، وهي المسؤولة عن القيام بمعظم أعمال تشغيل جهاز الكمبيوتر، بينما وحدة معالجة الرسومات GPU تعد أكثر تخصصًا لتنفيذ المهام المتعلقة بالرسومات والفيديو.
تعد وحدة المعالجة المركزية CPU هي المسؤولة عن القيام بأعمال تشغيل جهاز الكمبيوتر، وتقوم بتلك المهمة عن طريق تنفيذ التعليمات المرسلة إليها من البرنامج.
وهي أحد المكونات الأساسية في الجهاز، وهي تعالج جميع أنواع مهام الحوسبة المطلوبة لتشغيل نظام التشغيل والتطبيقات.
على سبيل المثال لفهم كيفية عمل وحدة المعالجة المركزية CPU:
إذا كنت تريد استخدام تطبيق الآلة الحاسبة على جهاز الكمبيوتر لمعرفة نتيجة جمع هذين الرقمين، فبعد كتابتك للرقمين، يُرسل برنامج الآلة الحاسبة تعليمات إلى وحدة المعالجة المركزية لجمع الرقمين معًا، تقوم CPU بالعملية وتُعيد الإجابة إلى تطبيق الآلة الحاسبة مرة أخرى لتستطيع الآلة عرضها إليك.
أما وحدة معالجة الرسومات GPU فهي أحد مكونات الجهاز أيضًا لكنها تكون أكثر تخصصًا حيث أنها تعمل بكفاءة أكبر مع العمليات الحسابية المعقدة التي تعمل بالتوازي.
يعد الغرض الأساسي من إنشاء GPU هو تنفيذ مهام عرض الرسومات في الألعاب والرسومات المتحركة ولكن الآن تتجاوز استخداماته ذلك بكثير.
تشبه وحدة معالجة الرسومات وحدة المعالجة المركزية من حيث المهام الرئيسية، فعندما تعد وحدة المعالجة المركزية هي الأساس لعمل كافة العمليات على الجهاز، فإن وحدة معالجة الرسومات تركز على مهام معالجة الأرقام التي تحتوي عليها عرض الرسومات.
على سبيل المثال في الفرق بينهما هو افتراض إذا كنت تلعب لعبة فيديو بتقنية ثلاثية الأبعاد وعالية الدقة، فلن تتمكن CPU وحدها بالتعامل مع الأمر، لذلك تتولى GPU معالجة الرسومات حتى تتمكن المعالجة المركزية من متابعة باقي المهام.
لتبسيط الفرق بين الـ CPU و GPU فعليك تخيل الـ CPU بأنه رئيس الطهاة الذي يُشرف على كل شيء ويصنع كل شيء بيده في مطعم كبير للغاية، وافترض أنه يجب عليه التأكد من تقليب 100 من البرجر، GPU هو من استعان بهم الرئيس لقلب 100 من البرجر. [4] [5]
أيهما أفضل CPU أم GPU
لا يوجد أفضل بينهما، لأن كل خادم أو جهاز يحتاج إلى وحدة معالجة مركزية CPU لتشغيله.
ليس عليك أن تختار بينهم، فكل جهاز يحتوي على وحدة معالجة مركزية لنستطيع تشغيله، ولكن قد تتضمن بعض الأجهزة وحدات معالجة الرسومات كوحدات إضافية، فتساعد GPU في أداء الوظائف بشكل أفضل وكفاءة أكبر وأسرع.
فيمكن أن تعمل وحدات معالجة الرسومات بشكل ممتاز عند إجراء حسابات أرقام النقاط العائمة أو معالجة الرسومات، أو مطابقة أنماط البيانات. [5]