Графический процессор карты. Что такое графический процессор и как он работает. Недостатки встроенной графики

Получил возможность отслеживать данные производительности графического процессора (GPU). Пользователи могут анализировать данную информацию, чтобы понять, как используются ресурсы видеокарты, которые все чаще применяются в вычислениях.

Это означает, что все установленные в ПК графические процессоры будут показываться на вкладке “Производительность”. Кроме того, на вкладке “Процессы” вы можете посмотреть, какие процессы получают доступ к графическому процессору, а данные использования памяти GPU размещаются на вкладке “Подробности”.

Как проверить поддерживается ли функция просмотра производительности графического процессора

Хотя Диспетчер задач не предъявляет особые требования для мониторинга процессора, памяти, диска или сетевых адаптеров, ситуация с графическими процессора выглядит немного иначе.

В Windows 10 информация о графическом процессоре доступна в Диспетчере задач только при использовании архитектуры Windows Display Driver Model (WDDM). WDDM - это архитектура графических драйверов для видеокарты, которая позволяет выполнять рендеринг рабочего стола и приложений на экране.

WDDM предусматривает наличие графического ядра, которое включает планировщик (VidSch) и менеджер видеопамяти (VidMm). Именно эти модули отвечают за принятие решений при использовании ресурсов графического процессора.

Диспетчер задач получает информацию об использовании ресурсов GPU напрямую от планировщика и менеджера видеопамяти графического ядра. Причем, это справедливо как в случае с интегрированными, так и в случае с выделенными графическими процессорами. Для корректной работы функции требуется WDDM версии 2.0 или выше.

Чтобы проверить, поддерживают ли ваше устройства просмотр данных GPU в Диспетчере задач, выполните следующие действия:

1. Используйте сочетание клавиш Windows + R , чтобы открыть команду “Выполнить”.
2. Введите команду dxdiag.exe , чтобы открыть "Средство диагностики DirectX" и нажмите клавишу Ввод (Enter).
3. Перейдите на вкладку “Экран”.
4. В правой секции “Драйверы” посмотрите значение модели драйвера.

Если используется модель WDDM 2.0 или выше, то Диспетчер задач будет выводить данные об использовании графических процессоров на вкладке “Производительность”.

Как отслеживать производительность графического процессора с помощью Диспетчера задач

Чтобы отслеживать данные производительности графического процессора с помощью Диспетчера задач, просто щелкните правой кнопкой мыши на панели задач и выберите пункт “Диспетчер задач”. Если активен компактный режим просмотра, нажмите кнопку “Подробнее”, а затем перейдите на вкладку “Производительность”.

Совет : для быстрого запуска Диспетчера задач можно использовать сочетание клавиш Ctrl + Shift + Esc

Вкладка Производительность

Если ваш компьютер поддерживает WDDM версии 2.0 или более поздней версии, то на левой панели вкладки Производительность будет отображаться ваш графический процессор. В случае, если в системе установлено несколько графических процессоров, каждый из них будет показываться с использованием номера, соответствующего его физическому местоположению, например, Графический процессор 0, Графический процессор 1, Графический процессор 2 и т. д.

Windows 10 поддерживает связки нескольких графических процессоров с использованием режимов Nvidia SLI и AMD Crossfire. Когда одна из этих конфигураций обнаружена в системе, вкладка “Производительность” будет указывать каждую связь с использованием номера (например, Связь 0, Связь 1 и т. д.). Пользователь сможет видеть и проверять каждый графический процессор в пределах связки.

На странице определенного графического процессора вы найдете обобщенные данные о производительности, которые в общем случае разделены на два раздела.

Раздел содержит текущую информацию о движках самого GPU, а не о отдельных его ядрах.

Диспетчер задач по умолчанию отображает четыре наиболее востребованных движка GPU, которые по умолчанию включают 3D, копирование, декодирование видео и обработку видео, но вы можете изменить эти представления, щелкнув название и выбрав другой движок.

Пользователь может даже изменить вид графика на один движок, щелкнув правой кнопкой мыши в любом месте раздела и выбрав опцию "Изменить график > Одно ядро".

Ниже графиков движков расположился блок данных о потреблении видеопамяти.

Диспетчер задач показывает два типа видеопамяти: общую и выделенную.

Выделенная память - это память, которая будет использоваться только графической картой. Обычно это объем VRAM на дискретных картах или объем памяти, доступный для процессора, на котором компьютер настроен на явное резервирование.

В правом нижнем углу отображается параметр “Зарезервированная аппаратно память” - этот объем памяти зарезервирован для видеодрайвера.

Объем выделенной памяти в этом разделе представляет объем памяти, активно используемый в процессах, а объем общей памяти в этом разделе представляет собой объем системной памяти, потребляемой для графических нужд.

Кроме того, в левой панели под названием графического процессоры вы увидите текущее показатель использование ресурсов GPU в процентах. Важно отметить, что диспетчер задач использует процент наиболее загруженного движка для представления общего использования.

Чтобы увидеть данные о производительности в динамике, запустите приложение, которое интенсивно использует графический процессор, например, видеоигру.

Вкладка Процессы

Вы также можете отслеживать производительность графического процессора на вкладке Процессы . В этом разделе вы найдете обобщенную сводку для определенного процесса.

Столбец “Графический процессор” показывает использование наиболее активного движка для представления общего использования ресурсов GPU конкретным процессом.

Однако, если несколько двигателей сообщают о 100-процентном использовании может возникнуть путаница. Дополнительный столбец “Ядро графического процессора” сообщает детальную информацию о загруженном данным процессом двигателе.

В заголовке столбца на вкладке “Процессы” показывается общее потребление ресурсов всех доступных в системе графических процессоров.

Если вы не видите эти столбцы, щелкните правой кнопкой мыши по заголовку любого столбца и отметьте соответствующие пункты.

Вкладка Подробности

По умолчанию вкладка не отображает информацию о графическом процессоре, но вы всегда можете щелкнуть правой кнопкой мыши по заголовку столбца, выбрать опцию “Выбрать столбцы” и включить следующие параметры:

• Ядро графического процессора
• Выделенная память графического процессора
• Общая память графического процессора

Вкладки памяти отображают общий и выделенный объемы памяти соответственно, которые используются конкретным процессом. Столбцы “Графический процессор” и “Ядро графического процессора” показывают такую же информацию, как на вкладке “Процессы”.

При использовании вкладки “Подробности” вам нужно знать, что добавление используемой памяти каждым процессом может оказаться больше, чем общая доступная память, так как общая память будет подсчитываться несколько раз. Эта информация полезна для понимания использования памяти в процессе, но вы должны использовать вкладку “Производительность”, чтобы увидеть более точную информацию об использовании графической подсистемы.

Вывод

Microsoft стремится предоставить пользователям, более точный инструмент оценки производительности графической подсистемы по сравнению со сторонними приложениями. Заметим, что работа над данной функциональностью продолжается и в ближайшее время возможны улучшения.

А вы знаете, как выбрать для работы приложения или игры более предпочтительный графический процессор из двух имеющихся вариантов? Если нет, то владельцам ноутбуков предлагаю ознакомиться с этой статьей.

На сегодняшний день даже средний по стоимости и производительности ноутбук поставляется с двумя видеокартами. Первая, работающая по умолчанию — это встроенная, вторая — дискретная. Дополнительным графическим процессором в основном комплектуются игровые модели ноутбуков, но не редкость найти его и на неигровой установке.

Из встроенных выбор невелик и обычно это чип от Intel, а вот дискретные могут быть как и от Nvidia, так и от AMD. Это самые распространённые и поверенные пользователями в работе продукты. И производители, в первую очередь, стараются комплектовать устройства исходя из наших с вами предпочтений.

Теперь кратко рассмотрим сам процесс взаимодействия двух видеокарт. Когда требования какого-либо работающего приложения превышают возможности встроенной карты, ваша система автоматически переключается на работу с дискретной. Это происходит, в основном, когда вы начинаете играть в игры.

Как уже упоминалось выше, на рынке ПК первенство держат два основных производителя графических процессоров. Стоит отметить, что наиболее широко применяемый Nvidia, использует относительно новую технологию «Optimus». Её функциональность заключается в том, что всякий раз, когда она обнаруживает, что программа или игра нуждается в дополнительных, более мощных ресурсах, автоматически задействуется выделенный GPU.

А сейчас я покажу вам, как можно легко заставить приложение использовать высокопроизводительный или интегрированный GPU на выбор пользователя. Сегодня это будет продемонстрировано только с NVIDIA и Intel.

ГРАФИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССОР

Откройте Панель управления NVIDIA. Самый простой и быстрый способ — это кликнуть правой кнопкой мыши на соответствующем значке, размещенном на Панели задач в нижнем правом углу. Перейдите в меню «Рабочий стол» и установите отметку напротив пункта «Добавить пункт в контекстное меню».

Теперь, после этих простых действий, вы сможете нажать правой кнопкой мыши на ярлыке любого приложения и, в появившемся пункте меню, выбрать один из двух вариантов запуска.

ПОСТОЯННЫЙ ЗАПУСК

А если вы решили постоянно только с использованием дискретной видеокарты, то необходимо в Панели управления перейти в раздел «Управление параметрами 3D», выбрать вкладку «Программные настройки» и установить в п.1 необходимую игру или программу, а в п.2 выбрать нужную видеокарту, после чего нажать на кнопку «Применить».

Вот и все! Посетите и ознакомьтесь со всеми имеющимися компьютерными советами. Станьте участником нашей группы в FB, где сможете получить помощь, а также участвовать в обсуждениях или публиковать свою точку зрения.

Графический процессор (GPU) является не менее важным компонентом SoC мобильного устройства, чем (CPU). За последние пять лет бурное развитие мобильных платформ Android и iOS подстегнуло разработчиков мобильных графических процессоров, и сегодня никого не удивить мобильными играми с трехмерной графикой уровня PlayStation 2 или даже выше. Вторую статью цикла “Ликбез по мобильному железу” я посвятил графическим процессорам.

В настоящее время бОльшую часть графических чипов производят используя ядра: PowerVR (Imagination Technologies), Mali (ARM), Adreno (Qualcomm, ранее ATI Imageon) и GeForce ULP (nVIDIA).

PowerVR – это подразделение компании Imagination Technologies, которая в недавнем прошлом разрабатывала графику для настольных систем, но под давлением ATI и nVIDIA вынуждена была покинуть этот рынок. Сегодня PowerVR разрабатывает, пожалуй, самые мощные GPU для мобильных устройств. Чипы PowerVR используют при производстве процессоров такие компании, как Samsung, Apple, Texas Instruments и др. Например, разные ревизии GPU от PowerVR установлены во всех поколениях Apple iPhone. Актуальными остаются серии чипов 5 и 5XT. К пятой серии относятся одноядерные чипы: SGX520, SGX530, SGX531, SGX535, SGX540 и SGX545. Чипы серии 5XT могут иметь от 1 до 16 ядер: SGX543, SGX544, SGX554. Спецификации 6 серии (Rogue) пока уточняются, но уже известен диапазон производительности чипов серии – 100-1000GFLOPS.

Mali – это графические процессоры, разрабатываемые и лицензируемые британской ARM. Чипы Mali являются составной частью различных SoC, производимых Samsung, ST-Ericsson, Rockchip и др. Например, Mali-400 MP входит в состав SoC Samsung Exynos 421x, используемых в таких смартфонах, как Samsung Galaxy SII и SIII, в двух поколениях “смартфонпланшетмаша?” Samsung Note. Актуальным на сегодня является Mali-400 MP в двух- и четырехядерных вариантах. На подходе чипы Mali-T604 и Mali-T658, производительность которых до 5 раз выше, чем у Mali-400.

Adreno – это графические чипы, которые разрабатывает одноименное подразделение американской Qualcomm. Название Adreno является анаграммой от Radeon. До Qualcomm подразделение принадлежало ATI, а чипы носили название Imageon. Последние несколько лет Qualcomm при производстве SoC использовала чипы 2xx серии: Adreno 200, Adreno 205, Adreno 220, Adreno 225. Последний из списка – совсем свежий чип – выполненный по 28нм технологии, самый мощный из Adreno 2хх серии. Его производительность в 6 раз выше, чем у “старичка” Adreno 200. В 2013 году все больше устройств получат графические процессоры Adreno 305 и Adreno 320. Уже сейчас 320-ый установлен в Nexus 4 и китайскую версию Nokia Lumia 920T, по некоторым параметрам чип в 2 раза мощнее 225-го.

GeForce ULP (ultra-low power) – мобильная версия видео-чипа от nVIDIA, входит в состав системы-на-кристалле Tegra всех поколений. Одним из важнейших конкурентных преимуществ Tegra является специализированный контент, предназначенный только для устройств на основе этой SoC. У nVIDIA традиционно тесная связь с разработчиками игр, и их команда Content Development работает вместе с ними для того, чтобы оптимизировать игры для графических решений GeForce. Для доступа к таким играм nVIDIA даже запустила Android-приложение Tegra Zone, специализированный аналог Android Market, в котором можно скачать оптимизированные для Tegra приложения.

Производительность графических процессоров обычно измеряется по трем параметрам:

– количество треугольников в секунду обычно в миллионах – Мега (MTriangles/s);

– количество пикселей в секунду обычно в миллионах – Мега (MPixel/s);

– количество операций с плавающей точкой в секунду обычно в миллиардах – Гига (GFLOPS).

По “флопсам” требуется небольшое пояснение. FLOPS (FLoating-point Operations Per Second) – это количество вычислительных операций или инструкций, выполняемых над операндами с плавающей точкой (запятой) в секунду. Операнд с плавающей точкой – это нецелое число (корректней было бы сказать “с плавающей запятой”, ведь знаком, отделяющим целую часть числа от дробной в русском языке является именно запятая). Понять какой графический процессор установлен в твоем смартфоне поможет ctrl+F и таблица приведенная ниже. Обратите внимание на то, что GPU разных смартфонов работают на разной частоте. Что бы вычислить производительность в GFLOPS для конкретной модели необходимо число указанное в столбце “производительность в GFLOPS” разделить на 200 и умножить на частоту отдельно взятого GPU (например в Galaxy SIII GPU работает на частоте 533МГц значит 7,2 / 200 * 533 = 19,188):

* – данные приблизительные.

Приведу еще одну таблицу с абсолютными значениями производительности самых популярных смартфонов верхнего ценового диапозона:

* – неофициальные данные.

Мощность мобильной графики растет от года к году. Уже в этом году в топовых смартфонах мы можем увидеть игры уровня PS3/X-Box360. Одновременно с мощностью сильно растет энергопотребление SoC и неприлично снижается автономность мобильных устройств. Что ж, будем ждать прорыва в области производства источников питания!

Еще один пожиратель энергии в современном мобильном устройстве – это, безусловно, дисплей. Экраны в мобильных телефонах становятся все краше. Дисплеи смартфонов выпущенных с разницей всего лишь в год, разительно отличаются по качеству картинки. В следующей статье цикла я расскажу о дисплеях: каких типов они бывают, что такое PPI, от чего зависит энергопотребление и прочее.

Не многие пользователи знают, что видеокарты могут выполнять намного больше, чем просто отображать картинку на мониторе. Используя CUDA, Stream и остальные подобные технологии, можно существенно поднять производительность компьютера, взвалив на себя не свои вычисления. Ниже будет описан принцип работы.

Чтобы вывести на экран непрерывные кадры в какой-нибудь современной игры, компьютеру требуется хорошая производительность. Стоит предположить, что современные видеокарты по производительности соответствуют свежим версиям процессоров.

Стоит отметить, что когда видеоадаптер простаивает и не выполняет обработку изображения, ее возможности остаются невостребованными. Чтобы не было такого простоя и можно было взвалить на нее некоторые обязанности, что снизит нагрузку на процессор, необходимо применять специальные опции ускорения компьютера. Ниже будет подробная инструкция о принципах работы этой технологии, которая может увеличить производительность ПК.

Каким образом видеоплата увеличивает скорость работы компьютера?

Воспользоваться возможностями видеокарт могут только специальные приложения. Данные программы могут совмещаться с видеокартой и используют одну из 4-х технологий физического ускорения.

CUDA. Данную разработку создала корпорация Nvidia. Эта технология может применяться для проведения сложных вычислительных манипуляций и для редактирования видео и картинок.

Stream. Эта технология механического ускорения аналогична первой, но разработана изготовителем видеоадаптеров AMD.
Обе эти технологии поддерживаются всеми операционками, кроме Mac OS, и используют только с видеокартами подходящего изготовителя. Создатели ПО вынуждены проводить дополнительную работу, чтобы видеокарты обоих разработчиков смогли увеличивать скорость работы их приложений. Ниже представлены технологии, которые способны работать с платами обоих изготовителей.

OpenCL. Эта технология была выпущена корпорация Apple в 2008 году и поддерживается всеми операционками и любым ПО. Однако, на сегодняшний день нет приложений для ускорения компьютера с использованием этой технологии. Кроме того, по увеличению продуктивности OpenCL существенно позади от первых двух технологий.

DirectCompute. Эта технология была встроена компанией Microsoft в DirectX 11. Но она способна работать только на операционках Windows 7 и Vista, и то с небольшим пакетом приложений.

Какое увеличение производительности предоставляет видеокарта?

Прирост непосредственно зависит от графического адаптера и производительности остальных элементов компьютера. Увеличение производительности устанавливается утилитами и проводимыми операциями. На современном среднем ПК увеличение скорости преобразования высококачественного видео может достигать до 20-ти раз. А вот редактирование фильтрами и спецэффектами фотоснимком может ускориться в триста раз.

Что влияет на высокую продуктивность CUDA и подобных технологий?

CPU на материнке при выполнении сложных задач изначально разделяет процесс на несколько поменьше, а после выполняет их последовательную обработку. Полученный промежуточный результат размещается в маленькой, но быстрой памяти процессора. Когда отделы памяти переполняются, файлы перемещаются в кэш-память, которая также расположена в процессоре. Но на обмен информацией между процессором и оперативкой требуется довольно много времени, поэтому скорость получается не совсем высокой.

Видеокарты иногда могут проводить такие манипуляции значительно быстрее. На это может влиять несколько обстоятельств. Одно из них параллельные вычисления. При необходимости провести несколько подобных манипуляций, некоторые из них могут проводиться графическим модулем совместно с процессором.

К примеру, при работе с видео или картинками утилите необходимо изменять огромное количество пикселей, и при этом используя повторяющиеся способы. Специально для этого графический адаптер обладает сотнями мелких процессоров, которые носят названия потоковые.

Кроме того, необходим быстрый доступ к памяти. По аналогии с центральными процессами, графические адаптеры также располагают своей промежуточной памятью и оперативкой. Но в этом случае они обладают множеством регистров скоростной памяти, что существенно увеличивает скорость вычислений.

Какое число потоковых CPU обладают видеокарты?

На это влияет модель процессора. К примеру, GeForse GTX 590 располагает двумя модулями Fermi, каждый из которых обладает 512 потоковыми CPU. Одна из мощнейших видеоплат от AMD — Radeon HD 6990 – также оснащена парой модулей, в каждом из которых по 1536 процессоров. Но при всем этом, HD 6990 существенно проигрывает GTX 590 по скорости.

Как запустить CUDA или Stream?

Ничего запускать не следует, так как технологии представляют собой элемент аппаратной части видеокарт. После того, как драйвер графического адаптера установить приложение, которое поддерживает какую-то технологию, тогда автоматически произойдет увеличение скорости работы компьютера. Чтобы получить полную производительность, необходимо инсталлировать свежую версию драйвера.
Стоит отметить, что пользователям видеокарт AMD требуется скачать и инсталлировать набор AMD Media Codec Package.

Почему не все утилиты работают с этими технологиями?

До того момента, пока OpenCL не будет широко распространен, создателям программного обеспечения надо подстраивать каждое приложение для возможности работать с видеоплатами Nvidia и AMD. Но при этом не каждый производитель пойдет на дополнительные расходы.

Кроме того, не все приложения имеют возможность обеспечивать постоянный поток несложных операций вычислений, которые могут происходить параллельно. Это может отлично сработать совместно с программами по редактированию видео и графики. Для почтовиков или текстовых редакторов эти технологии не сильно помогут.

Супер ПК

К примеру, китайский ПК Tianhe-1А располагает 7168 графическими модулями Nvidia, которые поддерживают отличную производительность. При этом проходит 2,5 трлн вычислений в секунду. Этот компьютер расходует 4 мегаватта энергии. Столько электричества расходует городок с пятью тысячами человек населения.

Способен ли графический адаптер заменить центральный?

Такую замену провести невозможно. Устройство этих процессоров полностью разное. CPU представляет собой универсальный вычислительный блок, который имеет возможность обрабатывать и пересылать информацию другим элементам ПК. В свою очередь, видеокарты являются узконаправленными устройствами, несмотря на то, что выполняют маленькое количество операций, но при этом с высокой скоростью.

Что будет в будущем: универсальные чипы

Чтобы увеличить производительность CPU, корпорации Intel и AMD постоянно добавляют ядра в свои процессоры. Кроме того, они постоянно добавляют новые технологии, которые способны увеличить эффективность вычислительных операций и возможность параллельной обработки информации.

По сравнению с центральными процессорами, видеокарты уже располагают большим количеством простых ядер, которые способны очень быстро выполнить комплексные вычисления.

Но получается так, что начальные отличия в принципах работы видеокарты и CPU понемногу стираются. Поэтому разработка универсального чипа очень логична. На сегодняшний день пользователи компьютера могут использовать весь потенциал видеокарты без дорогих графических чипов.

Современные процессоры от ведущих разработчиков, на данный момент могут продемонстрировать возможность соединить графический адаптер и CPU и работать, как один универсальный вычислительный блок.

В любом из чипов ядра CPU и видеокарты размещаются на единственном кристалле. Это предоставляет возможность быстрее разделить вычислительные манипуляции между ядрами. Эти применяемые технологии носят имя Intel Quick Sync и AMD Арр. В данное время уже имеются отдельные приложения, которые применяют подобную технологию.

В общем, это все, что необходимо знать о различиях центрального процессора и видеокарты. Как видно из написанного, графический процессор способен выполнять некоторые операции центрального, особенно это касается современных компьютеров с мощными видеокартами.

Многие видели аббревиатуру GPU, но не каждый знает, что это такое. Это компонент , который входит в состав видеокарты . Иногда его называют видеокарта, но это не правильно. Графический процессор занимается обработкой команд, которые формируют трехмерное изображение. Это основной элемент, от мощности которого зависит быстродействие всей видеосистемы.

Есть несколько видов таких чипов – дискретный и встроенный . Конечно, сразу стоит оговорить, что лучше первый. Его ставят на отдельные модули. Он мощный и требует хорошего охлаждения . Второй устанавливается практически на все компьютеры. Он встраивается в CPU, делая потребление энергии в разы ниже. Конечно, с полноценными дискретными чипами ему не сравниться, но на данный момент он показывает довольно хорошие результаты .

Как работает процессор

GPU занимается обработкой 2D и 3D графики. Благодаря GPU ЦП компьютера становится свободнее и может выполнять более важные задачи. Главная особенность графического процессора в том, что он старается максимально увеличить скорость расчета графической информации. Архитектура чипа позволяет с большей эффективностью обрабатывать графическую информацию, нежели центральный CPU ПК.

Графический процессор устанавливает расположение трехмерных моделей в кадре. Занимается фильтрацией входящих в них треугольников, определяет, какие находятся на виду, и отсекает те, которые скрыты другими объектами.