A GPU ou Unidade de processamento gráficoé um microchip dedicado projetado para executar tarefas relacionadas a gráficos a uma taxa muito mais rápida que uma CPU ou Central Unidade de processamento.
Em geral, as GPUs lidam com o lado visual dos videogames, bem como com o software de edição de vídeo, design gráfico, design 3D e outras ferramentas similares. Recentemente, as GPUs também foram utilizadas para executar determinadas tarefas não gráficas, como a mineração de criptomoedas, que funciona bem com seu design interno exclusivo.
A diferença entre GPU e CPU
Todo computador, seja um laptop, tablet ou console de jogos, possui um CPU. A CPU é o cérebro da máquina. Quando você executa o software no seu dispositivo, é a CPU que segue as instruções e faz todas as contas necessárias. Obviamente, todo microchip executa instruções, então o que torna uma CPU especial?
A maioria das CPUs modernas possui quatro Núcleos da CPU, embora esse número esteja crescendo rapidamente. O número de cálculos que uma CPU pode fazer ao mesmo tempo é limitado pelo número de núcleos. Mas uma CPU é muito boa em fazer um pequeno número de cálculos complexos de qualquer tipo, muito rapidamente, um após o outro.
No entanto, as GPUs modernas têm uma filosofia de design muito diferente. Em vez de um pequeno número de núcleos de processamento complexos e com todas as funções, eles têm centenas ou milhares de núcleos simples de processador projetados para executar instruções em paralelo, especificamente relacionadas a gráficos.
Por exemplo, uma instrução para sombrear um pixel na imagem de uma certa maneira. Monitores de computador modernos têm milhões de pixels. Renderizar e animar gráficos 3D realistas a taxas de quadros suaves exige esse enorme poder de processamento paralelo. Portanto, se você deseja processar muitos e muitos comandos simples ao mesmo tempo, deseja uma GPU.
In_content_1 all: [300x250] / dfp: [640x360]- ->As GPUs e as placas gráficas são a mesma coisa?
Tornou-se comum o uso dos termos "GPU" e "placa gráfica" de forma intercambiável. O que leva a situações em que alguém diz que seu computador não possui uma GPU, mas o que realmente significa é que o computador não possui uma placa gráfica.
O que é uma GPU ? A GPU se refere especificamente ao próprio microprocessador, mas é claro que uma GPU não pode operar sozinha. Ele precisa de outros componentes para fazer seu trabalho. Portanto, vamos analisar as diferentes maneiras pelas quais as GPUs são empacotadas.
Placas gráficas
Uma placa de vídeo é um dispositivo discreto que se conecta a um slot padrão na placa-mãe do computador. Consiste na placa de circuito impresso, na GPU, na memória, nos conectores de vídeo, nos conectores de energia e em outros componentes necessários à GPU.
As placas gráficas também possuem sistemas de refrigeração dedicados que ajudam a manter a GPU dentro de uma temperatura operacional segura. O principal benefício das placas gráficas é que elas podem ser facilmente substituídas por modelos mais recentes sem a necessidade de substituir o computador ou a placa-mãe inteira.
GPUs integradas
GPUs integradas são construídas na mesma habitação como uma CPU. Portanto, um computador equipado com um deles não precisa de uma placa gráfica separada para funcionar. Os conectores de vídeo são fornecidos pela placa-mãe e a GPU compartilha o mesmo conjunto de memória que a CPU. Obviamente, a CPU e a GPU também compartilham o mesmo sistema de refrigeração e fonte de alimentação.
Hoje, as GPUs integradas são bastante poderosas e algumas até podem ser usadas para gráficos modestos de videogame, mas sua principal vantagem é a economia de custos e espaço. É por isso que eles são uma solução popular em muitos laptops.
Tablets e smartphones também possuem GPUs integradas, mas fazem parte de um pacote de "sistema em um chip". Nos computadores, apenas a CPU e a GPU compartilham o mesmo pacote. No caso de SoCs, a RAM, o armazenamento, os controladores periféricos e outros componentes que compõem todo o sistema estão todos no mesmo pacote de silício.
Dedicado GPUs
Uma GPU dedicada é diferente de uma placa de vídeo e de GPUs integradas. É mais fácil pensar nisso como uma placa gráfica incorporada ao computador. Laptops são os principais dispositivos que usam GPUs dedicadas.
Assim como ocorre com uma placa de vídeo, a GPU possui memória e resfriamento próprios, mas diferente da placa de vídeo, você não pode alterar ou atualizar sua GPU dedicada. Há um pequeno número de laptops que usam módulos de GPU intercambiáveis, mas essa é uma exceção rara.
Placas gráficas externas
Um desenvolvimento recente, placas gráficas externas, utiliza portas de alta velocidade em computadores modernos. Thunderbolt 3 sobre USB C é a solução de escolha. As placas externas podem ser uma solução integrada ou simplesmente um gabinete que você pode usar com qualquer placa gráfica que se encaixe.
Esta é uma boa solução para usuários de laptop que desejam uma solução de GPU mais poderosa quando estão em uma mesa. Você pode ler mais sobre GPUs externas em nosso artigo sobre eles.
Compreendendo as especificações da GPU
Se você quiser saber como escolher entre diferentes placas gráficas, dê uma olhada no nosso guia do comprador da placa gráfica para obter uma explicação detalhada das especificações da GPU. Se você deseja apenas um resumo rápido, eis os principais números que interessam às GPUs:
Infelizmente, conhecer esses números ou detalhes não informará muito sobre o desempenho de uma determinada GPU ou placa gráfica. No final, o que mais importa é o desempenho com os aplicativos que você deseja executar, que você pode encontrar facilmente nos benchmarks publicados online.
Tarefas gerais de computação em GPU
A última coisa importante a saber sobre as GPUs modernas é que elas podem ser usadas para determinadas tarefas não gráficas. Como as GPUs são essencialmente compostas por um grande número de processadores simples, qualquer tarefa que precise de muitos cálculos feitos em paralelo pode se beneficiar da execução em uma GPU.
Por exemplo, a marca Nvidia de cartões funcionam com instruções CUDA (Compute Unified Device Architecture). Você pode escrever um software usando CUDA para que ele use o design exclusivo da GPU para acelerar certos tipos de cálculos.
Também existe o OpenCL, que não está anexado a uma marca específica de cartão. As GPUs estão sendo aplicadas à análise de big data, aprendizado de máquina, aprendizado profundo, mineração de criptomoedas e uma lista cada vez maior de trabalhos avançados que precisariam de supercomputadores no passado.
Posso ver claramente agora
Esses são os fatos mais importantes que você precisa saber sobre o que são GPUs. Agora você sabe o que são, para que são usados e como são diferentes de outros tipos de processadores. Todos devemos ser gratos pelas GPUs. Usar computadores seria muito menos colorido e amigável sem eles!