Sercem wszystkich systemów komputerowych jest procesor lub jednostka centralna. Ten procesor ogólnego przeznaczenia może obsłużyć prawie każde zadanie. Są ograniczone do pewnych podstawowych obliczeń matematycznych. Skomplikowane zadania mogą wymagać kombinacji, które powodują dłuższy czas przetwarzania. Dzięki szybkości procesorów większość ludzi nie zauważa żadnych rzeczywistych spowolnień. Istnieje wiele różnych zadań, które mogą zaszkodzić głównemu procesorowi komputera.
Karty graficzne z procesorem graficznym lub procesorem graficznym są jednym z niewielu wyspecjalizowanych procesorów, które wiele osób zainstalowało na swoich komputerach. Te procesory obsługują skomplikowane obliczenia związane z grafiką 2D i 3D. W rzeczywistości są tak wyspecjalizowani, że są teraz lepsi w wykonywaniu pewnych obliczeń w porównaniu do centralnego procesora. Z tego powodu istnieje ruch, który wykorzystuje procesor graficzny komputera w celu uzupełnienia procesora i przyspieszenia różnych zadań.
Przyspieszenie wideo
Pierwszą prawdziwą aplikacją poza grafiką 3D, na którą zaprojektowano układy GPU, było wideo. Strumienie wideo o wysokiej rozdzielczości wymagają dekodowania skompresowanych danych, aby uzyskać obrazy o wysokiej rozdzielczości. Zarówno ATI, jak i NVIDIA opracowały kod oprogramowania, który pozwala procesowi dekodowania być obsługiwanym przez procesor graficzny, zamiast polegać na procesorze. Jest to ważne dla osób, które chcą używać komputera do oglądania filmów HDTV lub Blu-ray na komputerze. Wraz z przejściem do 4K Video, wymagana moc przetwarzania, aby poradzić sobie z wideo, staje się jeszcze większa.
Jego pochodną jest zdolność karty graficznej do transkodowania wideo z jednego formatu graficznego do drugiego. Przykładem może być pobranie źródła wideo, na przykład z kamery wideo, która jest zakodowana w celu nagrania na płytę DVD. Aby to zrobić, komputer musi przyjąć jeden format i ponownie renderować go w innym. Wykorzystuje to dużą moc obliczeniową. Dzięki wykorzystaniu specjalnych możliwości wideo procesora graficznego komputer może zakończyć proces transkodowania szybciej, niż gdyby polegał tylko na procesorze.
SETI @ Home
Inną wczesną aplikacją, która pozwala wykorzystać dodatkową moc obliczeniową zapewnianą przez GPU komputerów, jest SETI @ Home. Jest to rozproszona aplikacja komputerowa zwana składaniem, która pozwala analizować sygnały radiowe w ramach projektu Szukanie pozaziemskiej inteligencji. Zaawansowane silniki obliczeniowe w GPU pozwalają im przyspieszyć ilość danych, które mogą być przetwarzane w danym okresie czasu w porównaniu do wykorzystania tylko procesora. Są one w stanie to zrobić z kartami graficznymi NVIDIA za pomocą architektury CUDA lub Computer Unified Device Architecture, która jest wyspecjalizowaną wersją kodu C, która może uzyskać dostęp do układów GPU NVIDIA.
Adobe Creative Suite 4
Najnowszą aplikacją o dużej nazwie, która wykorzystuje akcelerację GPU, jest Adobe Creative Suite. Obejmuje to wiele flagowych produktów Adobe, w tym Acrobat, Flash Player, Photoshop CS4 i Premiere Pro CS4. Zasadniczo każdy komputer z kartą graficzną OpenGL 2.0 z co najmniej 512 MB pamięci wideo może być używany do przyspieszania różnych zadań w tych aplikacjach.
Po co dodawać tę funkcję do aplikacji Adobe? W szczególności Photoshop i Premiere Pro mają wiele wyspecjalizowanych filtrów wymagających matematyki na wysokim poziomie. Dzięki wykorzystaniu GPU do odciążenia wielu z tych obliczeń, czas renderowania dużych obrazów lub strumieni wideo może zostać szybciej zakończony. Niektórzy użytkownicy mogą zauważyć różnicę, podczas gdy inni dostrzegają duże zyski czasowe w zależności od zadań, z których korzystają, oraz karty graficznej, której używają.
Górnictwo Kryptowalutowe
Prawdopodobnie słyszałeś o Bitcoin, który jest formą wirtualnej waluty. Zawsze możesz kupić bitcoiny za pośrednictwem giełdy, handlując tradycyjnymi walutami, tak jak wymieniasz je na walutę obcą. Inną metodą uzyskiwania wirtualnych walut jest proces o nazwie Cryptocoin Mining. Sprowadza się to do używania komputera jako przekaźnika do przetwarzania skrótów obliczeniowych do obsługi transakcji. Procesor może to zrobić na jednym poziomie, ale GPU na karcie graficznej oferuje o wiele szybszą metodę robienia tego. W rezultacie komputer z procesorem graficznym może generować waluty szybciej niż bez niego.
Co to jest OpenCL?
Najbardziej zauważalną zmianą w korzystaniu z karty graficznej dla dodatkowej wydajności jest wydanie specyfikacji OpenCL lub Open Computer Language. Ta specyfikacja obejmuje szeroki zakres wyspecjalizowanych procesorów komputerowych oprócz GPU i procesora do przyspieszania obliczeń. Wszystkie rodzaje aplikacji mogą potencjalnie skorzystać z przetwarzania równoległego z połączenia różnych procesorów, aby zwiększyć ilość danych, które można przetwarzać.
Końcowe myśli i konkluzje
Specjalistyczne procesory nie są niczym nowym dla komputerów. Procesory graficzne to tylko jeden z bardziej udanych i powszechnie używanych elementów w świecie komputerów. Problem polegał na tym, że te wyspecjalizowane procesory były łatwo dostępne dla aplikacji spoza grafiki. Twórcy aplikacji musieli pisać kod specyficzny dla każdego procesora graficznego. Wraz z dążeniem do uzyskania bardziej otwartych standardów dostępu do elementu takiego jak GPU, komputery będą lepiej wykorzystywać karty graficzne niż kiedykolwiek wcześniej. Może nadszedł czas, aby nawet zmienić nazwę z jednostki procesora graficznego na ogólną jednostkę procesora.
