Ciekawostki na temat kart graficznych. Wszystko, co warto o nich wiedzieć (art. spons.)
Kiedy przyglądamy się na ekranach komputerów spektakularnym efektom wizualnym w najnowszych grach czy filmach, rzadko analizujemy to, w jaki sposób możemy w ogóle je zobaczyć. Tymczasem karty graficzne, bo to właśnie ich zasługa, to jedne z najbardziej złożonych urządzeń w świecie technologii. Te małe i niepozorne urządzenia potrafią w ułamkach sekund wykonywać obliczenia, które jeszcze kilkadziesiąt lat temu zajęłyby superkomputerom kilka dni. Co warto wiedzieć o współczesnych kartach graficznych?
Wielkość ze skromnych początków, czyli historia i ewolucja kart graficznych
Hasło znane z herbu brytyjskiego odkrywcy Francisa Drake’a, który jako jeden z pierwszych zdołał opłynąć świat, doskonale oddaje historię i rozwój kart graficznych. W latach 70. i 80. XX wieku pierwsze układy graficzne obsługiwały jedynie proste grafiki 2D, często oferując zaledwie kilka kolorów.
Przełom nastąpił w 1996 roku, gdy firma 3dfx wypuściła Voodoo Graphics – pierwszą masowo produkowaną kartę dedykowaną akceleracji 3D. Kolejne lata to rywalizacja gigantów: NVIDIA (z przełomowym GeForce 256, pierwszym oficjalnie nazwanym GPU) oraz ATI (później przejęte przez AMD).
Z każdą generacją wydajność rosła wręcz wykładniczo. Dzisiejsze karty mają więcej mocy obliczeniowej niż najbardziej zaawansowane superkomputery z początku wieku.
Architektura i działanie GPU
CPU i GPU to typy procesorów używane w komputerach, ale mają różne funkcje. CPU (Central Processing Unit) jest głównym procesorem, który wykonuje większość obliczeń i zarządza całym komputerem. GPU (Graphics Processing Unit) to natomiast bardziej specjalistyczny procesor, który przyśpiesza operacje związane z grafiką, np. w grach lub programach do obróbki grafiki.
Jednostka CPU składa się z kilku rdzeni zoptymalizowanych pod kątem sekwencyjnego przetwarzania szeregowego, natomiast jednostki GPU zbudowane są z tysięcy mniejszych, wydajnych rdzeni zaprojektowanych z myślą o przetwarzaniu wielu zadań jednocześnie. Jest on przeznaczony do renderowania obrazów, filmów i animacji i sprawdza się podczas wydajnej obsługi danych wizualnych. NVIDIA nazywa je rdzeniami CUDA, AMD – Stream Processors, a Intel – Execution Units.
Zastosowania wykraczające poza gry
Choć karty graficzne kojarzymy głównie z grami, ich prawdziwa siła tkwi we wszechstronności. Dzięki masowej równoległości obliczeń GPU zrewolucjonizowały wiele dziedzin. W medycynie przyspieszają analizę obrazów diagnostycznych i symulacje molekularne przy projektowaniu leków. Naukowcy używają ich do modelowania klimatu i symulacji astrofizycznych. Inżynierowie projektują na nich złożone struktury i przeprowadzają symulacje.
Szczególnie spektakularna jest ich rola w sztucznej inteligencji – trenowanie modeli deep learning przyspieszyło dzięki nim kilkaset razy. To właśnie karty graficzne napędzają boom AI, jaki obserwujemy w ostatnich latach.
Ciekawostki technologiczne i rekordy
Świat kart graficznych pełen jest rekordów. Uznawana przez wielu za najmocniejszą konsumencką kartę graficzną na rynku – NVIDIA GeForce RTX 4090 – osiąga wydajność ponad 80 teraflopsów w obliczeniach FP32. To moc obliczeniowa porównywalna z superkomputerami sprzed zaledwie dekady! Dobre karty graficzne znajdziesz między innymi tutaj: https://www.morele.net/kategoria/karty-graficzne-12/,,,,,,,,0,,,,8143O2252854/1/
Miłośnicy ekstremalnego podkręcania używają ciekłego azotu, aby schłodzić karty do temperatur poniżej -150°C i wycisnąć z nich jeszcze więcej mocy. Rekordy taktowania przekraczają 3 GHz, podczas gdy standardowe zegary wynoszą około 2,2 GHz. Warto też wspomnieć o tym, że topowe modele potrafią pobierać ponad 450W mocy. To więcej niż pralka w trybie ekologicznym. Niektóre z nich wymagają nawet trzech złączy zasilania 8-pin, a producenci zalecają zasilacze o mocy 1000W lub więcej.
Przyszłość technologii GPU
Przyszłość kart graficznych rysuje się w jeszcze jaśniejszych barwach. Ray tracing – technologia symulująca rzeczywiste zachowanie światła – staje się standardem, oferując fotorealistyczne odbicia, cienie i oświetlenie. Algorytmy oparte na AI, jak NVIDIA DLSS czy AMD FSR, pozwalają generować obrazy w wyższych rozdzielczościach przy mniejszym obciążeniu sprzętu. Producenci pracują nad kartami, które zaoferują większą moc przy niższym zużyciu energii. Jednocześnie rozwija się technologia chipletów, gdzie GPU składa się z wielu mniejszych układów zamiast jednego monolitu.
Komentarze (0)