Grafik işlem birimi (GPU), öncelikle görüntü oluşturma amacıyla hızlı matematiksel hesaplamalar yapan bir bilgisayar çipidir. Hesaplamanın ilk günlerinde bu işi, merkezi işlem birimi (CPU) yapardı. AutoCAD gibi grafik ağırlıklı uygulamalar geliştikçe talepleri CPU’yu zorladı ve performansı düşürdü. GPU’lar bu görevleri CPU’lardan boşaltmanın ve işlem gücünü serbest bırakmanın bir yolu olarak ortaya çıktı.
Bugün, grafik yongaları CPU’ların çalışmalarını paylaşmak ve yapay zeka uygulamaları için derin sinir ağlarını eğitmek için uyarlanıyor. Bir GPU aynı devre üzerinde, bir grafik kartında veya bir kişisel bilgisayarın veya sunucunun anakartında bir CPU ile entegre bulunabilir. NVIDIA, AMD, Intel ve ARM GPU pazarındaki en önemli oyunculardan bazılarıdır.
GPU ve CPU arasındaki Farklar
Bir GPU, aynı anda birden fazla hesaplama yapmasına izin veren paralel işleme mimarisi sayesinde görüntüleri bir CPU’dan daha hızlı bir şekilde görüntüleyebilir. Tek çekirdekli bir işlemci bu yeteneğe sahip değildir, ancak çok çekirdekli işlemciler birden fazla CPU’yu aynı yonga üzerinde birleştirerek paralel olarak hesaplamalar yapabilir.
Bir CPU’nun saat hızı daha yüksektir, bu da GPU’dan daha hızlı bireysel hesaplamalar yapabileceği için temel bilgi işlem görevlerini yerine getirmek için genellikle daha iyi bir donanıma sahiptir.
Genel olarak, bir GPU veri paralelliği için ve aynı işlemi birden fazla veri öğesine (SIMD) uygulamak için tasarlanmıştır. Bir CPU görev paralelliği ve farklı işlemler yapmak için tasarlanmıştır.
GPU Nasıl Çalışır?
CPU ve GPU mimarileri de çekirdek sayısı ile ayrılır. Çekirdek esas olarak işlemci içindeki işlemcidir. Her çekirdek kendi görevlerini veya iş parçacıklarını işleyebilir. Bazı işlemciler, çekirdeğin neredeyse bölündüğü çoklu okuma kabiliyetine sahip olduğu için, tek bir çekirdeğin iki dişi işlemesine izin vererek, diş sayısı çekirdek sayısından çok daha yüksek olabilir. Bu, video düzenlemede ve kod dönüştürmede yararlı olabilir. CPU’lar çekirdek başına iki bağımsız (bağımsız komut) çalıştırabilir (bağımsız işlemci birimi). GPU’lar çekirdek başına dört ila on dişe sahip olabilir.
Işın İzleme ve Diğer Yeni Trendler
GPU teknolojisindeki son birkaç trend şunlardır;
- 2019’dan itibaren, GPU satıcıları tipik olarak GPU sanallaştırması sağlar ve düzenli olarak yeni ve daha güçlü GPU çipleri üretmektedir.
- 2019 yılında, AMD, Radeon RX 5700 serisi GPU’ların tam serisi olan AMD’yi tanıttı. Seri AMD’nin Navi GPU mimarisine dayanıyor. Navi, AMD’nin Graphics Core Next teknolojisine yükseltme olarak görülüyor.
- ARM, Mali-G77 işlemcilerle mobil artırılmış gerçeklik (AR) ve sanal gerçeklik (VR) pazarını hedef aldı.
- NVIDIA, RTX platformunun bir parçası olarak ışın izleme özelliklerini geliştirmeye devam etti. Işın izlemesi, rasterleştirmeden sonra grafik işleme evriminde bir sonraki adım olarak görülmektedir. Rasterleştirme, bir 3B modeli temsil etmek için bir üçgen ağdan yaratılmış nesneleri kullanırken, ışın izleme, ışık yolunu bir görüntü düzleminde pikseller halinde izleyerek, efektleri simüle ederek ve ışığın fiziksel davranışını simüle ederek gerçekçi aydınlatma sağlar.
- Kurumsal sınıftaki veri merkezi GPU’ları, kuruluşların donanım yükseltmeleri yoluyla paralel işleme yeteneklerini kullanmalarına yardımcı oluyor. Bu, kuruluşların iş akışlarını ve yoğun grafik gerektiren uygulamaları hızlandırmasını sağlar.