Merkezi bir işlem birimini (CPU) bir bilgisayarın silikon beyninin mantıksal düşünme bölümü olarak düşünürsek, grafik işlem birimi (GPU) yaratıcı tarafıdır ve grafik kullanıcı arayüzlerini görsel olarak çekici ikonlara ve tasarımlara dönüştürmeye yardımcı olur.

Birçok işlemci, Windows'un bağlı bir ekranda görüntülenmesini sağlamak için bir çeşit entegre GPU ile birlikte gelirken, video oluşturma ve bilgisayar destekli tasarım (CAD) gibi çok sayıda daha yoğun grafik tabanlı görev vardır.

İkincisi söz konusu olduğunda, Nvidia ve AMD grafik kartı arenasındaki iki ana oyuncu iken, Intel’in kendi Iris Plus ve UHD entegre GPU'ları, özel grafiklere sahip olmayan dizüstü bilgisayarlarda çok fazla hafif iş yapma eğilimindedir.

Mobil tarafta, Qualcomm ve MediaTek beğenileri, elde taşınır cihazlar için hafif GPU'lar sağlar, ancak bunlar genellikle GPU'nun CPU ve diğer çekirdek mobil yonga seti ile aynı yonga üzerinde olduğu yonga üzerinde sistem (SoC) tasarımlarında gelir. Bir GPU'yu, yalnızca PC oyunları oynamaya meraklı insanların ilgilendiği bir şey olarak düşünmek kolay olabilir, ancak bir GPU, grafiksel homurtudan çok daha fazlasını sağlar.

GPU Nedir ?

GPU, Grafik İşlem Birimi anlamına gelir. Bilgisayar grafikleri söz konusu olduğunda en önemli donanım bileşenidir. GPU, temelde bilgisayarınızın bilgisayar grafikleri oluşturma ve işleme sürecini hızlandırmak için kullandığı bir elektronik devredir. Bilgisayarınız, bilgisayar monitörünüzde gördüğünüz tüm resimlerin, animasyonların ve videoların kalitesini artırmak için de kullanır.

Bir GPU'yu masaüstü bilgisayarlarda, dizüstü bilgisayarlarda, oyun konsollarında, akıllı telefonlarda, tabletlerde ve daha fazlasında bulabilirsiniz. Tipik olarak, masaüstü bilgisayarlar ve dizüstü bilgisayarlar, özellikle grafik yoğun video oyunları ve AutoCAD gibi 3B modelleme yazılımları için video performansını artırmak için GPU'ları kullanır.

GPU'lar ayrıca bilgisayar monitörünüzdeki görüntülerin ve videoların düzgün görüntülenmesini sağlar. GPU'ya bağlı olarak, bir işlem birimi, bellek, soğutma mekanizması ve bir görüntüleme cihazına bağlantılar olabilir. İki yaygın GPU türü vardır. İlk tip özel bir grafik kartı olarak adlandırılırken, ikincisi bir entegre grafik işleme birimi olarak adlandırılır.

Özel Grafik Kartı

Özel bir grafik kartı, bir video kartı, bir ekran kartı ya da bir grafik adaptörü dahil olmak üzere birçok başka isimle bilinir. Bu tür bir GPU ile, kartı yalnızca ana kart üzerindeki merkezi işlem biriminin (CPU) yakınındaki bir genişletme yuvasına yerleştirmeniz gerekir.

Ayrıca, anakartınızda PCI Express veya Hızlandırılmış Grafik Bağlantı Noktası gibi bir genişletme yuvası olduğu sürece özel bir grafik kartını kolayca değiştirebilir veya yükseltebilirsiniz. Bu tür bir GPU, "özel" RAM ile birlikte geldiği için daha güçlüdür.

Entegre Grafik İşleme Birimi

Öte yandan, entegre bir grafik işleme birimi veya IGPU, genellikle bir ana kartın üzerine kurulur. Bu tip GPU, bir CPU'ya çok benzeyen bir bilgisayar çipi biçiminde gelir. Ayrıca, aynı anda hem CPU hem de grafik kartı görevi gören IGPU'ları bulabilirsiniz.

Bir grafik kartından farklı olarak, entegre bir grafik işleme biriminin özel bir RAM'i yoktur, bu nedenle genellikle çalışmak için bilgisayarınızın RAM'inin bir bölümünü kullanır.

GPU Ne Yapar?

Bir GPU'nun ne yaptığını anlamanın en iyi yolu, bilgisayarınızı bir beyin olarak hayal etmektir. Bir GPU bilgisayarınızın ana kartına bağlanır ve tıpkı bir gözün beyne bağlanması ve dış dünyadan görsel ipuçlarını beslemesi gibi bilgisayarınızın monitörüne gönderilen çıktı görüntüleri ve videoları üretir.

GPU Nasıl Çalışır?

Bir GPU, aynı elektronik devre üzerinde, bir grafik kartında veya bir kişisel bilgisayarın veya sunucunun ana kartında bir CPU ile entegre olarak bulunabilir. GPU'lar ve CPU'lar yapım açısından oldukça benzerdir. Ancak, GPU'lar özellikle daha karmaşık matematiksel ve geometrik hesaplamalar yapmak için tasarlanmıştır. Bu hesaplamalar grafikleri oluşturmak için gereklidir. GPU'lar bir CPU'dan daha fazla transistör içerebilir.

GPU'lar, birden çok işlemcinin aynı görevin ayrı bölümlerini ele aldığı paralel işlemeyi kullanır. Bir GPU, işlediği görüntülerde veri depolamak için kendi RAM'ine (rastgele erişim belleğine) sahip olacaktır. Ekrandaki konumu dahil olmak üzere her piksel hakkındaki bilgiler saklanır.

RAM'e bir dijitalden analoğa dönüştürücü (DAC) bağlanır ve görüntüyü, monitörün görüntüleyebilmesi için analog sinyale dönüştürür. Video RAM tipik olarak yüksek hızlarda çalışacaktır. GPU'lar iki türde gelir: Entegre ve ayrık. Entegre GPU'lar, GPU'nun yanında gömülü olarak gelirken, ayrı GPU'lar ayrı bir devre kartına monte edilebilir.

Yoğun bilgi işlem gücüne ihtiyaç duyan veya makine öğrenimi veya 3B görselleştirmelerle çalışan şirketler için, bulutta sabitlenmiş GPU'lara sahip olmak iyi bir seçenek olabilir. Buna bir örnek, Google Cloud üzerinde yüksek performanslı GPU'lar sunan Google'ın Bulut GPU'larıdır. GPU'ları bulutta barındırmak, yerel kaynakları serbest bırakma, zaman, maliyet ve ölçeklenebilirlikten tasarruf etme avantajlarına sahip olacaktır. Kullanıcılar, ihtiyaçlarına göre esnek performans elde ederken çeşitli GPU türleri arasından seçim yapabilirler.

GPU ve CPU

GPU'lar, CPU mimarilerine oldukça benzer. Ancak, CPU'lar bir bilgisayarı çalıştıran temel talimatlara yanıt vermek ve bunları işlemek için kullanılırken, GPU'lar özellikle yüksek çözünürlüklü görüntüleri ve videoları hızlı bir şekilde oluşturmak için tasarlanmıştır. Esasen, CPU'lar bir bilgisayarın komutlarının çoğunu yorumlamaktan sorumludur, GPU'lar ise grafik oluşturmaya odaklanır.

Genel olarak, bir GPU veri paralelliği için tasarlanmıştır ve aynı talimatı birden çok veri maddesine (SIMD) uygulamak için tasarlanmıştır. CPU ise görev paralelliği ve farklı işlemler yapmak için tasarlanmıştır.

Her ikisi de çekirdek sayısına göre farklılık gösterir. Çekirdek, esasen işlemcinin içindeki işlemcidir. Çoğu CPU çekirdeği dört ile sekiz arasında numaralandırılır, ancak bazıları 32'ye kadar çekirdeğe sahiptir. Her çekirdek kendi görevlerini ya da iş parçacıklarını yapılandırabilir. Bazı işlemciler, çekirdeğin sanal olarak bölündüğü ve tek bir çekirdeğin iki parçacığı işlemesine izin verdiği çoklu iş parçacığı özelliğine sahip olduğundan, iş parçacığı sayısı çekirdek sayısından çok daha fazla olabilir.

 Bu, video düzenleme ve kod dönüştürmede yararlı olabilir. CPU'lar çekirdek başına (bağımsız işlemci birimi) iki iş parçacığı (bağımsız talimatlar) çalıştırabilir. Bir GPU çekirdeği, çekirdek başına dört ila 10 iş parçacığına sahip olabilir.

Bir GPU, paralel işleme mimarisi sayesinde görüntüleri bir CPU'dan daha hızlı oluşturabilir ve bu da aynı anda birden fazla hesaplama yapmasına olanak tanır. Tek bir CPU bu özelliğe sahip değildir, ancak çok çekirdekli işlemciler birden fazla CPU'yu aynı yonga üzerinde birleştirerek paralel olarak hesaplamalar yapabilir.

Bir CPU ayrıca daha yüksek saat hızına sahiptir, yani bireysel bir hesaplamayı bir GPU'dan daha hızlı gerçekleştirebilir, bu nedenle genellikle temel hesaplama görevlerini yerine getirmek için daha donanımlıdır.

GPU Ne İşe Yarar?

GPU, yonga üreticisi Nvidia tarafından icat edilmiştir. 1990 yıllarında bir makinedeki grafiklere güç veren bileşenler için popüler bir terim haline gelmiştir. Şirketin GeForce grafik kartları ilk popüler hale gelenlerdi. Daha sonra donanım hızlandırma, programlanabilir gölgeleme ve akış işleme gibi ilgili teknolojilerin gelişmesini sağladı.

Bir işletim sisteminin masaüstü ortamı gibi temel nesneleri oluşturma görevi genellikle CPU'da yerleşik olarak bulunan sınırlı grafik işleme işlevleri tarafından gerçekleştirilebilirken, bazı daha yorucu iş yükleri ekstra beygir gücü gerektirir, bu da özel bir GPU'nun devreye girdiği yerdir.

Kısacası, bir GPU, yoğun grafik oluşturma görevlerini yerine getirmek için özel olarak tasarlanmış bir işlemcidir.

Bilgisayar tarafından oluşturulan grafikler ve video oyunlarında veya diğer animasyonlu ortamlarda bulunanlar gibi her bir ayrı karenin bilgisayar tarafından ayrı ayrı 'çizilmesini' gerektirir ve bu da büyük miktarda güç gerektirir.

Üst düzey masaüstü bilgisayarların çoğu, anakartın PCIe yuvalarından birini kaplayan özel bir grafik kartına sahip olacaktır. Bunların genellikle kartta yerleşik, yalnızca grafik işlemler için ayrılmış kendi ayrılmış bellek tahsisi vardır. Bazı özellikle gelişmiş bilgisayarlar, daha fazla işlem gücü sağlamak için birbirine bağlanmış iki GPU bile kullanır.

Bu arada dizüstü bilgisayarlar genellikle, masaüstü muadillerine göre daha küçük ve daha az güçlü olan daha küçük mobil gemiler taşırlar. Bu, masaüstü kartlarının sunduğu ham

performansın bir kısmı pahasına, başka türlü hantal bir GPU'yu daha küçük bir kasaya sığdırmalarına olanak tanır.