1. این پایگاه به ثبت ستاد ساماندهی وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی ایران رسیده است.

    مهمان عزیز سپاس بابت بازدید شما از تالار گفتگوی دهه هفتادی ها.

    عضویت در انجمن رایگان بوده و برای عموم باز میباشد . با صرف 30 ثانیه یکی از اعضای دهه هفتادی ها شوید .

با تلفن‌های هوشمند و تبلت‌هایمان صمیمی تر شویم-بخش دوم:gpu - پردازشگر گرافیکی

شروع موضوع توسط Merjhoi ‏Jul 31, 2013 در انجمن اخبار موبایل

  1. Merjhoi

    Merjhoi آغوش تو سرکوب هیاهوی جهان است...:) عضو کادر مدیریت مدیر ارشد همراه انجمن

    4,417
    11,118
    7,128
    اگر با بخش قبلی مقاله همراه بوده باشید، ‌احتمالا دید خوبی نسبت به پردازنده‌های موبایل و هسته‌های پردازشی آن‌ها بدست آورده‌ و متوجه شده‌اید که این پردازنده‌ها علاوه بر CPU بخش‌های اساسی دیگری را نیز شامل می‌شوند که تلفن هوشمند شما بدون آنها کار نخواهد کرد. در کنار پردازشگر‌های اصلی، واحد پردازش گرافیکی یا GPU قرار دارد که وظیفه پردازش امور گرافیکی را برعهده دارد.در این مقاله قصد داریم به GPU بپردازیم.

    کاربرد پردازشگر گرافیکی به دو مورد عمده مربوط است:
    -ساختار اصلی به کار رفته در چیپ
    -سیستم عامل


    ساختار اصلی به کار رفته در چیپ:
    گاهی پیش می‌آید که تراشه تولید شده از سخت‌افزارهایی همچون رمزگشایی فایل‌های چندرسانه‌ای یا media decoding بی‌بهره است و در اینجا این پردازشگر گرافیکیست که وظیفه پردازش رزولوشن‌های بالا و موارد گرافیکی را بر عهده می‌گیرد.
    همچنین گاهی بعضی پردازش‌ها و فرامین به پردازشگر گرافیکی (GPU) واگذار می‌شود و به این طریق از بار بر روی هسته‌های پردازشگر کاسته می‌شود .
    زمانی که به کاربرد وجود پردازشگر گرافیکی در سیستم عامل‌ها می‌رسیم قضیه اندکی پیچ و تاب بیشتری به خود می‌گیرد. اولین و اصلی‌ترین کاربرد پردازشگر گرافیکی در نمایش و رندر کردن بازی‌ها و برنامه‌‌های 3D است. در واقع، هسته‌های پردازشی پردازشگرهای Cortex طوری طراحی نشده‌اند که توانایی انجام پردازش‌های اینچنین را داشته باشند و به همین خاطر، غالب پردازش‌های گرافیکی مربوط به سیستم عامل و بازی‌ها به پردازشگر گرافیکی واگذار می‌شود. در این موارد، پردازش‌ها و محاسبات اصلی به CPU و رندر کردن 3D به GPU سپرده می‌شود.
    در غیر از این موارد، اغلب رندرهای دو بعدی در محیط سیستم عامل‌ها نیز به GPU واگذار می‌شود. برای مثال بزرگنمایی بر روی عکس‌ها و انمیشن‌های به کار رفته در آیکون‌ها و رابط کاربری سیستم عامل نمونه‌ای از این موضوع است. البته بنا بر سیستم عامل مورد نظر ممکن است که این وظایف نیز بر عهده CPU سپرده شود. اما GPUها این دست امور را نیز به مراتب بهتر و بهینه تر از CPUها انجام می‌دهند.


    ویندوز فون:

    [​IMG]

    ویندوز فون، از انیمیشن و رابط کاربری گرافیکی و نسبتا سنگینی بهره می‌برد. مدل‌های قدیمی‌تر تلفن‌های مبتنی بر این سیستم عامل به SoC‌های ضعیفی تجهیز شده‌اند، این SoCها مجهز به CPU نسبتا ضعیفی هستند و از این رو اینجاست که GPU نقش اصلی را ایفا می‌کند و بار اجرای رابط کاربری را بر دوش می‌کشد. به این ترتیب با وجود اینکه بسیاری از ابزارهای مبتنی بر ویندوز فون دارای پردازنده ضعیف تک یا حداکثر دو هسته‌ای هستند باز هم رابط کاربری سیستم عامل کاملا نرم و روان اجرا می‌شود.


    اندروید:

    در سیستم عامل اندروید به طور کامل با داستان متفاوتی روبرو هستیم. با توجه به اینکه طیف وسیعی از مدل‌های قدیمی‌تر اندروید از پردازشگر گرافیکی قدرتمندی بهره‌مند نیستند، پردازش رابط کاربری و اجرای آن به سی پی یو واگذار می‌شود که عملکرد این بخش در مقایسه با پردازشگر گرافیکی چندان قابل قبول نیست. البته از اندروید 4.1 به بعد شرایط کمی تغییر کرد و با تعریف پروژه کره (Project Butter) و رابط کاربری 60 فریم از پردازشگر گرافیکی برای رندر صفحات استفاده شد که در نتیجه آن با رابط کاربری قوی‌تر و سریعتری روبرو هستیم.

    [​IMG]

    تاکنون باید خود شما هم متوجه شده باشید که یکی از دلایلی که به روزرسانی سیستم عامل اندروید برای همه مدل‌ها ارائه نمی‌شود و یا با تاخیر همراه است،‌ به همین موضوع بر می‌گردد.
    در نسخه‌های قدیمی این سیستم عامل رابط کاربری به CPU واگذار می‌شد ولی در مدل‌های جدید این کار به پردازشگر گرافیکی واگذار می‌شود. در همین راستا،‌ عدم وجود پردازشگر گرافیکی یکسان در تمامی مدل‌ها و یا عدم وجود آن در بعضی مدل‌ها،‌ سبب می‌شود که امکان ارائه این سیستم عامل برای همه مدل‌ها وجود نداشته باشد یا زمان بیشتری برای رفع مشکلات آن و هماهنگ سازی نسخه جدید سیستم عامل با سخت افزار باشد.

    iOS:

    [​IMG]

    سیستم عامل اپل و محصولاتش، به رابط کاربری روان و سریع خود مشهور هستند. این موضوع از آنجا ناشی می‌شود که پردازش‌های مربوط به رابط کاربری در این سیستم عامل به GPU واگذار شده است. در طرف دیگر، اپل با سخت افزار محدودتر و تنوع محصولاتی کمتر به نسبت اندروید، سبب می‌شود که راحت‌تر آپدیت‌های نرم‌افزاری در اختیار کاربران قرار گیرد.


    انواع GPUها:
    Qualcomm Adreno GPU:
    خانواده آدرنو یکی از محبوترین پردازشگرهای گرافیکی‌ست که در SoCهای شرکت Qualcomm به کار می‌رود. این پردازشگرها در ابتدا توسط شرکت AMD و با نام ATI تولید می‌شد و پس از خرید این بخش AMD توسط کوالکوم، این پردازشگرها به کوالکوم واگذار شدند. در حال حاضر غالبا سری Adreno 2XX در خانواده اسناپدراگون به کار می‌روند. نکته اصلی در مورد سری‌های مختلف پردازشگر گرافیکی آدرنو، دو برابر شدن سرعت سری جدید نسبت به سری قبلی است. برای مثال ادرنو 205 دو برابر از 200 سریعتر و سری ۲۲۰ چهار برابر سریعتر از سری ۲۰۰ است.

    [​IMG]

    در سری اول اسنپدارگون، از پردازشگر گرافیکی Adreno 200، در سری دوم از 205 و در سری سوم از Adreno 220 استفاده شد. نکته قابل توجه در پردازشگر گرافیکی به کار رفته در Snapdragon S3، قابلیت‌هایی همچون OpenGL ES 2.0 به همرا Direct3D 9.3 است که برای پردازش بهتر بازی‌ها مورد بهره برداری قرار می‌گیرد.

    Adreno 220:
    این پردازشگر گرافیکی اولین بار در سومین سری از تراشه‌های اسناپداراگون در نقش پردازشگر گرافیکی ظاهر شد و شامل پیشرفت‌های بسیاری از جمله پردازش سه بعدی و اجرای بازی‌های HD می‌شود. همچنین در مقایسه با پردازشگر گرافیکی قبلی، یعنی Adreno 220 از کارآیی گرافیکی 2 برابر و توانایی بیشتر در پردازش ویدیوها و بازی‌ها بهره می‌برد.
    Adreno 225، که همراه با مدل جدید پردازنده Krait در چهارمین سری از تراشه‌های کوالکوم(Snapdragon S4) به کار رفته، از ۵۰ درصد سرعت بیشتر و کارآیی بالاتر نسبت به مدل قبلی بهره می‌برد که قدرت پردازش گرافیکی دستگاه را به طور چشمگیری افزایش می‌دهد.

    Adreno 320 GPU:
    جدیدترین عضو خانواده آدرنو که در تراشه‌های S4 Prime و S4 Pro به کار گرفته شده، پردازشگر گرافیکی آدرنو ۳۲۰ است که با همراه داشتن معماری جدید و قابل برنامه ریزی، از کارآیی چهاربرابری به نسبت آدرنو ۲۲۵ بهره می‌برد. این پردازشگر گرافیکی به خوبی از عهده پردازش وبسایت‌هایی طراحی شده با فناوریHTML5 ، رابط کاربری سه بعدی و اجرای روان بازی‌های سه بعدی بر می‌اید و در عملکرد بهتر دوربین و اضافه نمودن امکانات بیشتر برای پردازش عکس‌ها در نور کم نقش دارد.

    Imagination Tech PowerVR GPU:
    Imagination Tech دومین تولید کننده بزرگ پردازشگرهای گرافیکی که محصولات فعلی آن‌ها بیشتر با نام PowerVR SGX 5 یا 5XT شناخته می‌شود.
    محصولات این خانواده در دستگاه‌های مختلفی دیده می‌شود. صنایع تگزاس که تراشه‌های آن در مقالات قبلی بررسی شد، به صورت اختصاصی از این پردازشگر گرافیکی استفاده می‌کند. همچنین در برخی از تراشه‌های Exynos سامسونگ و تراشه‌های فعلی شرکت اپل همانند A4 و A5 از این پردازشگر گرافیکی استفاده شده است.

    سری MBX:
    این سری از پردازشگرهای گرافیکی را به نوعی می‌توان شروع ماراتن موفقیت‌های تولید کننده PowerVR دانست که در محصولات بسیاری از شرکت‌های تولید کننده تراشه از جمله Intel, Texas Instruments, Samsung به کار گرفته شد. این محصول همچنین پردازشگر بخش گرافیکی محصولات مهم و معروفی از جمله اولین آیفون، Nokia N95, Sony Ericsson P1 بوده است.
    سری ۵ (SGX):
    این سری با پشتیبانی از DirectX 10.1 و OpenGl 2 به عنوان پردازشگر گرافیکی بسیاری از تراشه‌های مدل‌های به نسبت قدیمی قرار گرفته است. از جمله مدل‌هایی که در تراشه‌های آن‌ها سری ۵ به عنوان پردازشگر گرافیکی قرار دارد می‌توان به تراشه A4 اپل و اولین نسل از تراشه‌های Exynos ‌ سامسونگ اشاره نمود.

    [​IMG]

    پردازشگر گرافیکی سری5XT:
    در دستگاه‌های معروفی همچون کنسول دستی جدید سونی(PS Vita)، آیفون 4S و آیپد ۲ به کار رفته است. این سری تا ۱۶ هسته پردازشی را پشتیبانی می‌کند که هر کدام از این هسته‌ها دو برابر مدل‌های قبلی سرعت دارند. انتهای نام مدل‌های مختلف این سری به صورت MPx نوشته می‌شود که X نمایانگر تعداد هسته‌هاست. برای مثال مدل SGX543MP2 که در آیفون 4S به کار رفته است دارای دو هسته می‌باشد و مدل PowerVR SGX543 MP4+ به کار رفته در PSvita دارای هشت هسته (البته عدد ۴ در کنار یک مثبت قرار گرفته که این موضوع بخاطر سفارشی بودن این پردازنده برای سونی و استفاده از هشت هسته به جای چهارهسته می‌باشد) است. از دیگر مدل‌هایی که از این پردازشگر گرافیکی در تراشه خود استفاده می‌نمایند می‌توان به آیپد نسل سوم ( چهارهسته SGX543MP4) و آیفون ۵( SGX554MP4)‌ اشاره نمود. همچنین مدل دارای تراشه Exynos گالاکسی اس ۴ نیز از SGX544MP3 سه هسته‌ای به عنوان پردازشگر گرافیکی استفاده می‌نماید.

    ARM Mali GPUs:

    پردازشگرهای گرافیکی Mali که توسط ARM طراحی می‌شوند، از محبوبیت بسیاری در بین تولیدکنندگان بهره می‌برد و طیف وسیعی از دستگاه‌ها، از تلفن‌های هوشمند مثل Galaxy SII، Galaxy Note و Galaxy Tab 7.7 گرفته تا کنسول‌های بازی همچون PS3 و Xbox 360 را شامل می‌شود.
    در حال حاضر سه خانواده Mali-300, Mali-400 MP و Mali-450 MP در محصولات امروزی دیده می‌شوند. همچنین برای اگاهی از تعداد هسته‌های پردازشگر گرافیکی هر یک از سری‌های بالا تنها کافیست به عدد نوشته شده در کنار MP توجه کنید. برای مثال Mali-400 MP2 پردازشگر گرافیکی دو هسته‌ای و Mali-400 MP4 پردازشگر گرافیکی چهارهسته‌ای است.
    Mali-300 قشر متوسط تلفن‌های هوشمند را مورد هدف قرار گرفته است. در حقیقت محصولات این خانواده با بهره گیری از معماری ،Mali400 پلی بین Mali400 و Mali200 محسوب می‌شوند که البته در رتبه بالاتری از Mali200‌ قرار می‌گیرند. این پردازشگر گرافیکی با وجود قیمت ارزان‌، کارایی مناسبی در اجرای بازی‌های HD، پردازش گرافیک سیستم عامل‌ و استفاده از استاندارد 1080P دارد.

    Mali-400 MP:
    پردازشگرهای گرافیکی این خانواده، با قدرت بسیار بالا، وجود چند هسته پردازشی،‌ مصرف انرژی کمتر پا به قلب تراشه‌های مختلفی از جمله تراشه‌های شرکت سامسونگ گذاشته‌اند. این پردازشگر‌های گرافیکی بسته به مدل انتخابی از یک تا چهارهسته پردازشی را در خود جای می‌دهند و از لحاظ استفاده از هسته‌های متعدد هیچ خلالی در روند توسعه برنامه ایجاد نمی‌نمایند. همچنین تکنولوژی CCI-400 شرکت ARM، با تلفیق پردازشگر اصلی Cortex با پردازشگرگرافیکی Mali، سبب اشتراک گذاری راحت‌تر امور پردازش برنامه‌ها و بازی‌ها بین پردازشگر اصلی و پردازشگر گرافیکی می‌شوند. این موضوع خود سبب ایجاد توازن بسیار مناسب و دستیابی به کارآیی و قدرت بالاتری می‌گردد.
    Mali-450 MP:
    با صرف نظر از موارد فنی، جدیدترین پردازشگر گرافیکی خانواده Mali، با افزایش تعداد هسته‌ها تا هشت عدد و دو برابر کردن کارآیی OpenGL® ES 2.0 قدرتمندترین عضو این خانواده محسوب می‌شود. محصولات این شاخه با هدف افزایش کارایی و قدرت و کاهش مصرف انرژی به بازار امده‌اند و رزولوشن‌هایی حتی تا اندازه 2K و 4Kرا نیز در صفحه نمایش پشتیبانی می‌نمایند.


    NVIDIA ULP GeForce

    شاید انتظار داشته باشید که تراشه‌هایی که توسط غول دنیای سخت‌افزار PC تولید می‌شوند، باید بهترین پردازشگر گرافیکی را داشته باشند. اما بر خلاف انتظار شما، پردازنده‌های تگرا تا قبل از تگرا ۳ آنچنان که باید و شاید قدرت خود را نشان نداده‌اند.
    مقایسه بین تگرا ۲ و دیگر تراشه‌های همسطح، نشان از قدرت کمتر پردازنده در این تراشه‌ها دارد. این پردازشگر گرافیکی از فرکانش ۳۰۰ تا ۴۳۳ مگاهرتز برخوردار است.
    البته پردازشگر به کار رفته در تراشه‌های تگرا ۳ تغییرات عمده‌ای را برای دستیابی به موقعیتی برتر ایجاد نموده‌اند که سبب ایجاد تغییرات شگرفی در نگرش به این خانواده شدند. این پردازشگرهای گرافیکی را می‌توان انقلابی نسبت به پردازشگر گرافیکی تگرا ۲ دانست . این پردازشگر گرافیکی علاوه بر سه برابر کردن واحدهای pixel shader ، تا رزولوشن 2560×1600 را پشتیبانی می‌کند. همچنین بسیاری از انکودهای اختصاصی فایل‌های مدیا و پردازش بازی‌های HD که بعضی از آن‌ها به صورت اختصاصی برای تراشه تگرا ۳ تولید می‌شوند،‌ از قابلیت‌های این پردازشگر گرافیکی قدرتمند محسوب می‌گردد.

    Tegra 4:
    پردازشگر گرافیکی به کار رفته در نسل بعدی تراشه‌های انویدیا یک پردازشگر گرافیکی با هفتاد و دو هسته پردازشی‌ست که می‌تواند عملکرد خارق‌العاده‌ای در پردازش بخش گرافیکی گجت شما داشته باشد. همچنین پشتیبانی از ویدیوها با فرمت‌های رایج جدید همچون WebM با استاندارد 1080p از جمله دیگر قابلیت‌های این پردازشگر گرافیکی است. نکته قابل توجه در هر دوی این پردازشگرهای گرافیکی، کاربرد ۶۴ بیتی در آن‌ها می‌باشد.



    ویرایش انجام شد
    یازدهم دیماه 92
    (مدیریت بخش:merjhoi)
     
    Mr EhSaN، behnam7503 و nama از این ارسال تشکر کرده اند.
  2. nama

    nama

    1,808
    2,576
    354
  3. آقا پردازنده های شکرت ARM مگه از قوی ترین توی بخش موبایل ها نیست؟
     
  4. Merjhoi

    Merjhoi آغوش تو سرکوب هیاهوی جهان است...:) عضو کادر مدیریت مدیر ارشد همراه انجمن

    4,417
    11,118
    7,128
    یکی از قویترین ها...
    بیشتر رو گوشیهای سامسونگ استفاده میشه.
    اکثر کوشیها از چیپ های کوالکام استفاده میکنن و در کنارش از گرافیک های آدرینوی کوالکام.
     
    Mr EhSaN از این پست تشکر کرده است.