شتاب دهنده های گرافیکی

سلام عرض میکنم خدمت همه دوستان عزیز.  شتاب دهنده ها یا پردازنده های گرافیکی هستن که بارها و بارها وقتی مشخصات گوشی ها رو چک میکنید با این اسامی برخورد میکنید; اسم هایی مثل Adreno 330، Mali-400، PowerVR یا حتی Tegra که همیشه وقتی از پردازنده اسم میبرن در کنارش شتاب دهنده گرافیکی هم مطرح میشه در حالی که تقریبا هیچکس اطلاع دقیقی از کارکرد اون نداره فقط این رو میدونن که مثلا Adreno 330 قوی تر از Adreno 320 هست اما وقتی پای مقایسه adreno با tegra وسط بیاد دیگه کسی حرفی برای گفتن نداره!

توی این مقاله میخوایم این چهار شتاب دهنده گرافیکی یا GPU رو مورد بررسی قرار بدیم و تفاوت ها، شباهت ها، مزیت ها و نقاط ضعفشون رو مطرح کنیم، اگه شما هم به این مبحث علاقمند هستید بروزنت رو دنبال کنید.

 

Adreno

اسم این شتاب دهنده گرافیکی رو قطعا تا حالا خیلی بیشتر از رقیب هاش شنیدید خب طبیعی هم هست چون وقتی درصد بسیار بالایی از تلفن های هوشمند اندرویدی و غیره اندرویدی از پردازنده های کوالکام استفاده میکنند در حالی که این پردازنده ها فقط با Adreno سازگار هستن طبعا درصد بسیار بالایی از تلفن های هوشمند امروزی هم از این شتاب دهنده گرافیکی استفاده میکنند.

ادرنو که قبلا توسط کمپانی ATI با نام  Imageon توی بازار عرضه میشد بعد از مدتی توسط کمپانی AMD خریداری شد و کوالکام هم حق تولید و توسعه شتاب دهنده های Imageon رو از AMD خرید و اسمشون رو به Adreno تغییر داد که تا الان هم واقعا خوب کار کرده و قطعا جزو بزرگترین های دنیای اسمارت فون و تبلت هست.

اولین شتاب دهنده از این گروه که با پردازنده اسنپدراگون S1 عرضه شد adreno 200 بود که با معماری ۶۵ نانومتری(!) ساخته شد و فرکانسش حدودا ۱۳۰ مگاهرتز بود در حالی که آخرین نسخه Adreno 430 هست که از معماری ۲۰ نانومتری استفاده میکنه و  فرکانسش بین ۵۰۰ تا ۶۰۰ مگاهرتز بسته شده که در مقایسه با ادرنو ۲۰۰ واقعا پیشرفت چشمگیری داشته. ادرنو ۴۳۰ قراره برای اولین بار توی پردازنده هشت هسته ای ۶۴ بیتی اسنپدراگون ۸۱۰ ازش استفاده بشه.

 

 

Mali

همونطور که در مقاله قبلی کافه تکنولوژی که درباره پردازنده ها بود اشاره کردیم، کمپانی ARM مجوز توسعه و تولید پردازنده هایی بر پایه معماری ARM رو به کمپانی های مختلفی مثل سامسونگ، کوالکام و غیره میفروشه در صورتی که شتاب دهنده های گرافیکی Mali  رو خودش تولید میکنه که طبعا با تمام پردازنده هایی که از معماری ARM استفاده میکنن سازگاری داره.

شتاب دهنده های Mali توی پردازش تصاویر سه بعدی بسیار قوی عمل میکنن و یکی از قدرتمندترین شتاب دهنده ها در این زمینه هستن. از ویژگی های منحصر بفرد اونا میشه به این نکته اشاره کرد که هر هسته یا هر چند هسته در کنار هم یه فعالیت خاص رو انجام میدن. بزارید با یه مثال قضیه رو روشن کنم; پردازنده های Mali توی آخرین نسخشون که Mali-T760 هست حداکثر ۱۶ هسته قرار داده شده که همشون درگیر یک وظیفه مشترک نمیشن بلکه هرکدوم برای انجام دادن یک قسمت از کار آماده میشن; برای مثال هسته اول داده های گرافیکی رو پردازش میکنه و به اصطلاح رندر (Render) میگیره و به هسته بعدی تحویل میده که وظیفه اون "کنترل تصویر" یا آماده سازی داده ها برای نمایش داده شدن هست یعنی اینکه هر هسته به طور کاملا مجزا برای یه کار خاص ساخته شده که این ویژگی باعث میشه شتاب دهنده بسیار قوی تر عمل کنه و هر هسته فقط برای کار خودش طراحی شده باشه که قطعا دقت بالاتری هم خواهد داشت.

 

 

PowerVR

شتاب دهنده های PowerVR در سال های دور برای رقابت با بزرگان تولید کننده کارت های گرافیک شروع به کار کردن اما با ظهور تکنولوژی OpenGL و Direct3D، کمپانی های کوچکی مثل PowerVR زیر دست و پا له شده و دیگه جایی برای پیشرفت نداشتن; در نتیجه PowerVR به این فکر افتاد که در زمینه تولید قطعات کوچکتری برای لپ تاپ ها فعالیت بکنه تا اینکه صنعت تلفن های هوشمند اوج گرفت و فعالیت این کمپانی هم به همین سمت و سو کشیده شد.

نکته جالب این مساله اینجاست که هیچکدوم از شتاب دهنده های powerVR رو خود این شرکت تولید نمیکنه بلکه مثل کمپانی ARM فقط مجوز توسعه و تولیدشون رو به کمپانی هایی مثل Intel، Apple، Samsung و غیره میفروشه و شتاب دهنده هایی که توی محصولات این کمپانی ها با نام powerVR میبینید در اصل توسط خودشون توسعه داده شده و کمپانی اصلی توی این موضوع زیاد دخیل نبوده. پردازنده های سری ۷XE و ۷XT قوی ترین و آخرین محصولات این کمپانی هستن که قدرت فوق العاده ای توی پردازش داده های گرافیکی دارن.

 

 

Tegra

شتاب دهنده ها و پردازنده های Tegra هردو توسط کمپانی بزرگ Nvidia تولید میشن که این اواخر اسمشون خیلی سر زبون ها افتاده بخصوص زمانی که تبلت شیائومی اومد و از پردازنده Tegra K1 استفاده میکرد که خیلی سر و صدا بپا کرد. این شتاب دهنده ها با پردازنده هایی که از معماری ARM استفاده میکنن سازگار هستن و از قدرت بسیار بالایی هم برخوردارن.

شاید بشه گفت بهترین و جالب ترین ویژگی تگرا همین عملکرد فوق العاده در کنار مصرف باتری بهینه هست; با اینکه تمام تمرکز کمپانی های تولید کننده شتاب دهنده های گرافیکی و حتی کارت های گرافیک برای دسکتاپ ها به قدرت و عملکرد عالیشون معطوف شده و هیچ اهمیتی به مصرف بهینه برق و انرژی نمیدن، شتاب دهنده های تگرا این موضوع رو به خوبی مد نظر دارن و از نظر استفاده بهینه انرژی باتری قطعا جزو بهترین ها هستن.

 

شتاب دهنده های گرافیکی مباحث و ویژگی های بسیار پیچیده ای دارن که از حوصله این بحث خارجه; سعی کردم هر چیزی که ممکنه برای تشخیص تفاوت های بین این شتاب دهنده ها نیاز باشه توی این مقاله به ساده ترین شکل بنویسم .