کارت گرافیک چیست؟
کارت‌های گرافیک که اغلب به عنوان واحد پردازش گرافیکی (GPU) شناخته می‌شوند، اجزای سخت‌افزاری تخصصی هستند که برای سرعت بخشیدن به پردازش داده‌های بصری طراحی شده‌اند. هدف اصلی آنها ارائه تصاویر، ویدئوها و محتوای گرافیکی بر روی نمایشگرها است. کارت‌های گرافیک برای کارهایی که شامل رندر دو بعدی و سه بعدی می‌شوند، مانند بازی، ویرایش ویدیو، طراحی به کمک رایانه (CAD)، شبیه‌سازی علمی و غیره، حیاتی هستند. آنها واحد پردازش مرکزی (CPU) را از وظایف محاسباتی فشرده رندر گرافیکی خلاص می‌کنند و به عملکرد نرم‌تر و کارآمدتر در برنامه‌های گرافیکی سنگین اجازه می‌دهند.

تاریخچه واحدهای پردازش گرافیکی به روزهای اولیه محاسبات باز می گردد که نیاز به نمایشگرهای گرافیکی بوجود آمد. کامپیوترهای اولیه از روش های ابتدایی برای تولید گرافیک استفاده می کردند، مانند نمایشگرهای برداری و دستکاری ساده پیکسل. ظهور سخت افزارهای گرافیکی اختصاصی در دهه ۱۹۷۰ نقطه عطف مهمی در تاریخ محاسبات بود. واحدهای پردازش گرافیکی از آن زمان طی چندین نسل تکامل یافته اند و هر کدام عملکرد، قابلیت ها و ویژگی های بهبود یافته ای را ارائه می‌دهند.

معماری کارت گرافیک به طراحی و سازماندهی زیربنایی یک واحد پردازش گرافیکی (GPU) که بر روی یک کارت گرافیک یافت می شود، اشاره دارد. این شامل اجزای مختلف، از جمله خود پردازنده گرافیکی هسته، زیرسیستم حافظه، خطوط لوله و شتاب دهنده های سخت افزاری است که همه با هم کار می کنند تا گرافیک را ارائه دهند و وظایف پردازش موازی را به طور موثر انجام دهند. چندین معماری کارت گرافیک قابل توجه توسط شرکت هایی مانند NVIDIA و AMD در طول سال ها توسعه یافته است. هر معماری پیشرفت هایی را در عملکرد، بهره وری انرژی و ویژگی ها به ارمغان می آورد. برخی از معماری های شناخته شده GPU عبارتند از:

NVIDIA’s Pascal: معماری پاسکال ویژگی هایی مانند حافظه GDDR5X، بهره وری انرژی بهبود یافته و عملکرد قابل توجهی را نسبت به نسل های قبلی ارائه کرد. این پردازنده‌های گرافیکی مانند سری GeForce GTX 10 را تامین می‌کرد.
تورینگ انویدیا: معماری تورینگ با معرفی هسته های ردیابی پرتو و Tensor در زمان واقعی برای پردازش هوش مصنوعی یک گام مهم به جلو را رقم زد. در سری GeForce RTX 20 استفاده شد.
امپر انویدیا: معماری آمپر، که در پردازنده‌های گرافیکی مانند سری GeForce RTX 30 استفاده می‌شود، به بهبود قابلیت‌های Ray Tracing، عملکرد و بهره‌وری انرژی ادامه داد.
AMD’s GCN (Graphics Core Next): معماری GCN نقش مهمی در کارت های گرافیک AMD ایفا کرد و مقیاس پذیری و پشتیبانی از خطوط تولید مختلف مانند سری Radeon R9 و Radeon RX را ارائه داد.
AMD’s RDNA (Radeon DNA): معماری RDNA که در پردازنده‌های گرافیکی مانند سری Radeon RX 5000 استفاده می‌شود، پیشرفت‌های معماری را با تمرکز بر عملکرد، کارایی و مقیاس‌پذیری بازی معرفی کرد.
Intel’s Xe: معماری Xe اینتل یک شرکت جدید در بازار کارت گرافیک است که هدف آن ارائه پردازنده های گرافیکی با کارایی بالا برای بازی، مراکز داده و حجم کاری هوش مصنوعی است.
این معماری ها نحوه پردازش و نمایش گرافیک ها، تعداد و نوع هسته های آنها، سلسله مراتب حافظه و پشتیبانی از ویژگی های تخصصی مانند Ray Tracing و شتاب هوش مصنوعی را دیکته می کنند. پیشرفت‌های معماری GPU برای پیشبرد مرزهای عملکرد گرافیکی و ایجاد قابلیت‌های جدید در بازی، تولید محتوا و محاسبات علمی بسیار مهم است.