GPU là gì? Tại sao nó quan trọng trong máy tính?

GPU là một trong những thành phần quan trọng của máy tính, đặc biệt là đối với những người yêu thích đồ họa, game, video. GPU có chức năng xử lý đồ họa và tăng tốc cho CPU, giúp máy tính hiển thị hình ảnh, video, game, đồ họa 3D một cách nhanh chóng và mượt mà. GPU có nhiều loại khác nhau, phù hợp với nhu cầu và mục đích sử dụng của mỗi người. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giải đáp cho bạn các câu hỏi về GPU là gì?, Chức năng của GPU, GPU có vai trò gì trong máy tính, GPU có những loại nào. Sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ hiểu rõ hơn về GPU và có thể chọn lựa GPU phù hợp với máy tính của mình.

GPU là gì?

GPU là viết tắt của Graphics Processing Unit, hay còn gọi là bộ xử lý đồ họa. GPU là con chip điện tử có chức năng như một bộ vi xử lý riêng của card đồ họa. Card đồ họa là một thiết bị phần cứng được gắn vào máy tính để xử lý các dữ liệu liên quan đến đồ họa.

GPU có nhiều đơn vị xử lý song song và chuyên biệt, có khả năng thực hiện hàng triệu phép tính toán trong cùng một thời điểm. GPU được thiết kế để xử lý các tác vụ liên quan đến đồ họa, như hiển thị hình ảnh, video, game, đồ họa 3D, v.v. GPU cũng có thể xử lý các tác vụ khác không liên quan đến đồ họa, như trí tuệ nhân tạo, khoa học dữ liệu, v.v.

Ví dụ: Khi bạn chơi game trên máy tính, GPU sẽ xử lý các dữ liệu liên quan đến game, như hình ảnh, âm thanh, ánh sáng, bóng, vật liệu, hoạt ảnh, v.v. GPU sẽ tạo ra các nguyên thủy đồ họa (primitive graphics), như điểm (point), đường (line), tam giác (triangle), v.v. và áp dụng các shader (chương trình xử lý thuộc tính của nguyên thủy) để tạo ra các hiệu ứng đồ họa cho game. Sau đó, GPU sẽ gửi các dữ liệu đã xử lý cho màn hình để hiển thị cho người chơi.

Xem thêm: Card đồ họa rời của NVIDIA

Chức năng của GPU

GPU (Graphics Processing Unit), hay còn gọi là bộ xử lý đồ họa, là một thành phần cốt lõi trong máy tính có nhiều chức năng quan trọng. Chức năng chính của GPU là xử lý đồ họa, hiển thị hình ảnh và đối tượng trên màn hình. Điều này bao gồm tạo ra các hiệu ứng đồ họa, vẽ các hình ảnh động, và giúp bạn trải nghiệm các ứng dụng đa phương tiện như chơi game, xem phim, và làm việc với các ứng dụng đồ họa.

Ngoài ra, GPU còn có khả năng xử lý các phép toán nhanh chóng, giúp tăng tốc quá trình tính toán trong các lĩnh vực như khoa học dữ liệu, học máy và tính toán khoa học. GPU đặc biệt mạnh mẽ trong việc xử lý các mô hình học máy và trí tuệ nhân tạo, đóng góp đáng kể vào sự phát triển của các ứng dụng thông minh như xử lý ngôn ngữ tự nhiên và thị giác máy tính.

Cuối cùng, GPU còn được sử dụng trong các lĩnh vực khác như khai thác tiền điện tử và lập trình song song. Điều này biến GPU thành một công cụ quan trọng không chỉ cho giới đam mê đồ họa mà còn cho những người làm việc trong lĩnh vực khoa học và công nghệ. Tóm lại, GPU đóng vai trò không thể thiếu trong máy tính hiện đại và đã mở ra nhiều khả năng ứng dụng đa dạng.

Vai trò của GPU

Trên máy tính

GPU có vai trò rất quan trọng trong máy tính, đặc biệt là đối với những người yêu thích đồ họa, game, video. GPU có chức năng xử lý đồ họa và tăng tốc cho CPU.

CPU là viết tắt của Central Processing Unit, hay còn gọi là bộ vi xử lý trung tâm. CPU là con chip điện tử có chức năng xử lý các dữ liệu và lệnh của máy tính. CPU có ít đơn vị xử lý song song và đa năng, có khả năng thực hiện các phép tính toán phức tạp và đa dạng.

CPU và GPU là hai bộ vi xử lý khác nhau, nhưng cũng có thể hỗ trợ nhau trong quá trình xử lý dữ liệu. GPU có thể giải phóng tải cho CPU bằng cách xử lý các tác vụ liên quan đến đồ họa, giúp CPU có thể tập trung vào các tác vụ khác. GPU cũng có thể giúp CPU xử lý các tác vụ khó khăn hơn, như trí tuệ nhân tạo, khoa học dữ liệu, v.v.

Như vậy, GPU có vai trò gì trong máy tính? GPU là bộ vi xử lý đồ họa, có chức năng xử lý đồ họa và tăng tốc cho CPU. GPU giúp máy tính hiển thị hình ảnh, video, game, đồ họa 2D, 3D một cách nhanh chóng và mượt mà. GPU cũng có thể xử lý các tác vụ khác không liên quan đến đồ họa, như trí tuệ nhân tạo, khoa học dữ liệu, v.v.

Trên điện thoại thông minh

GPU là một bộ xử lý chuyên dụng để xử lý các tác vụ đồ họa. Trên điện thoại, GPU có vai trò quan trọng trong việc mang lại trải nghiệm chơi game mượt mà và chân thực.

GPU giúp điện thoại xử lý các hiệu ứng đồ họa phức tạp trong trò chơi 3D, chẳng hạn như đổ bóng, môi trường, ánh sáng, v.v. Điều này giúp các trò chơi 3D có hình ảnh sống động và chân thực hơn. Ngoài ra, GPU còn giúp điện thoại hiển thị hình ảnh rõ ràng và mượt mà hơn, ngay cả khi chơi game ở tốc độ phân giải và khung hình cao.

Ngoài chơi game, GPU còn được sử dụng trong các ứng dụng khác trên điện thoại, chẳng hạn như chụp ảnh, quay video, xem video, v.v. Một GPU mạnh mẽ sẽ giúp điện thoại của bạn xử lý các tác vụ này nhanh chóng và hiệu quả, mang lại trải nghiệm người dùng tốt hơn.

GPU có những loại nào?

GPU là một bộ xử lý chuyên dụng cho các tác vụ đồ họa, có khả năng xử lý song song các phép toán phức tạp, giúp tăng tốc độ hiển thị hình ảnh và video. Hiện nay, có 2 loại GPU phổ biến là GPU rời và GPU tích hợp.

GPU tích hợp

Hiện nay, GPU tích hợp được ưa chuộng bởi nhiều người dùng vì tính tiện lợi và tiết kiệm chi phí. GPU tích hợp (Integrated GPU) là loại GPU được tích hợp trực tiếp vào bộ vi xử lý chính của máy tính. Thường được tích hợp trên cùng một chip với CPU (Central Processing Unit). Việc kết hợp này giúp giảm thiểu tiêu hao năng lượng và chi phí, đồng thời cũng giúp cho hệ thống hoạt động một cách đơn giản và trơn tru hơn.

GPU tích hợp được sản xuất bởi nhiều nhà sản xuất chip khác nhau, bao gồm AMD, Intel, Qualcomm, MediaTek và ARM. Mỗi nhà sản xuất đều có các sản phẩm GPU tích hợp khác nhau, với các tính năng và hiệu suất khác nhau.

GPU tích hợp thường có hiệu suất đồ họa thấp hơn so với GPU rời, nhưng chúng lại có ưu điểm là nhỏ gọn, tiết kiệm năng lượng và giá thành rẻ. Vì vậy, GPU tích hợp phù hợp chủ yếu cho các tác vụ văn phòng, duyệt web và một số ứng dụng đồ họa cơ bản.

GPU rời

GPU rời là một loại card đồ họa được thiết kế riêng để xử lý các tác vụ đồ họa đòi hỏi nhiều sức mạnh, chẳng hạn như chơi game, thiết kế đồ họa và xử lý hình ảnh. GPU rời được lắp đặt vào khe cắm PCIe trên bo mạch chủ của máy tính để bàn hoặc máy trạm.

GPU rời có cấu tạo phức tạp hơn card đồ họa tích hợp, với nhiều lõi xử lý và bộ nhớ đồ họa. Điều này giúp GPU rời có thể xử lý các tác vụ đồ họa nhanh chóng và hiệu quả hơn nhiều so với card đồ họa tích hợp.

GPU rời mang lại nhiều lợi ích cho người dùng, bao gồm:

• Tăng hiệu suất đồ họa: GPU rời giúp cải thiện chất lượng hình ảnh, độ phân giải và tốc độ khung hình trong các trò chơi điện tử.
• Hỗ trợ các tính năng đồ họa tiên tiến: GPU rời hỗ trợ các tính năng đồ họa tiên tiến như ray tracing và DLSS, mang lại trải nghiệm hình ảnh thực tế hơn.
• Tăng cường khả năng xử lý đồ họa: GPU rời có thể được sử dụng để xử lý các tác vụ đồ họa đòi hỏi nhiều sức mạnh, chẳng hạn như thiết kế đồ họa và xử lý hình ảnh.

Các nhà sản xuất GPU rời hàng đầu bao gồm: NVIDIA, AMD, Asus…

Xem thêm: Card GPU hỗ trợ cho AI.
GPU NVIDIA Tesla T4 16GB GDDR6
GPU NVIDIA A100 Tensor Core 80GB

Ứng dụng thực tế của GPU

Trong game

GPU đóng vai trò không thể thiếu trong các trò chơi. Từ các quán quán nét cho đến các Cyber chuyên nghiệp, tất cả đều phải sử dụng GPU để đảm bảo rằng các tựa game hiện đại có thể chạy với đồ họa chất lượng và mượt mà nhất.

Ngày nay, các Streamer và các game thủ chơi các tựa game nổi tiếng như Fortnite, PUBG và LOL đều cần một GPU mạnh mẽ để xử lý các đồ họa của game.

Trong lĩnh vực đồ họa hình ảnh và video

GPU đóng vai trò quan trọng trong thiết kế và làm video. Lõi CUDA core của GPU có tác động trực tiếp đến quá trình xử lý hình ảnh và biểu đồ, giúp tăng cường hiệu suất xử lý và giảm thời gian hoàn thành.

Trong việc làm video, GPU đảm nhận nhiệm vụ tiếp nhận và xử lý khối lượng lớn các yêu cầu từ người dùng, đặc biệt là trong xử lý video với độ phân giải cao 4k hoặc 8K. GPU giúp đảm bảo tính năng preview video mượt mà, không bị giật lag, đồng thời giúp tính toán và chỉnh sửa các hiệu ứng video một cách nhanh chóng.

Một số phần mềm thiết kế và làm video sử dụng GPU phổ biến hiện nay bao gồm:

• Phần mềm thiết kế: Blender, Maya, 3DSmax, Adobe Photoshop,…
• Phần mềm làm video: Adobe Premiere Pro, Adobe After Effects,…

Trong khoa học, y khoa

Trong khoa học, GPU được sử dụng để mô phỏng các hiện tượng vật lý, hóa học, sinh học,… và phân tích các dữ liệu lớn một cách nhanh chóng và chính xác. Trong trí tuệ nhân tạo, GPU được sử dụng để đào tạo các mô hình AI, thực hiện các tác vụ tính toán phức tạp, và xử lý các hình ảnh và video.

Trong y khoa, GPU được sử dụng để xử lý các hình ảnh y tế như X-quang, CT, MRI. GPU cũng được sử dụng để mô phỏng các phân tử thuốc và các tương tác giữa các phân tử trong nghiên cứu và phát triển thuốc. Ngoài ra, GPU còn được sử dụng để phân tích dữ liệu của bệnh nhân và đưa ra phác đồ điều trị cho các bác sĩ.

Phân biệt giữa GPU và CPU

CPU (Central Processing Unit) và GPU (Graphics Processing Unit) là hai loại bộ xử lý quan trọng trong máy tính. CPU là bộ xử lý trung tâm, chịu trách nhiệm xử lý hầu hết các tác vụ trên máy tính. GPU là bộ xử lý đồ họa, chuyên xử lý các tác vụ đồ họa, chẳng hạn như tạo hình ảnh, video, và các hiệu ứng hình ảnh.

GPU không chỉ xử lí thông tin song song mà còn có bộ nhớ và tốc độ cao. GPU ngày càng dễ lập trình hơn, mở ra nhiều khả năng tăng tốc xử lí cho các chương trình đa dạng, khác biệt so với CPUs.

So với CPU, GPU có khả năng xử lí dữ liệu (floating-point) cao hơn bởi vì GPU được thiết kế để thực hiện các tính toán song song, phù hợp với nhu cầu của kỹ thuật làm sắc nét hình ảnh. GPU dành đến 80% transistors cho các tính toán dữ liệu, trong khi CPU phải dùng một phần để nhận dữ liệu và điều khiển luồng thông tin. GPU cũng sử dụng các thuật toán cao cấp để xử lí từng thuộc tính của dữ liệu.

Dưới đây là bảng phân biệt giữa CPU và GPU:

Đặc điểm	CPU	GPU
Chức năng	Xử lý hầu hết các tác vụ trên máy tính	Xử lý các tác vụ đồ họa
Kiến trúc	Được thiết kế để xử lý các tác vụ tuần tự	Được thiết kế để xử lý các tác vụ song song
Lõi	Có số lượng lõi ít hơn	Có số lượng lõi nhiều hơn
Tốc độ xử lý	Tốc độ xử lý mỗi lõi cao hơn	Tốc độ xử lý mỗi lõi thấp hơn
Ứng dụng	Phù hợp cho các tác vụ đòi hỏi tính toán cao, chẳng hạn như chơi game, chỉnh sửa video, và mã hóa video	Phù hợp cho các tác vụ đồ họa, chẳng hạn như chơi game, chỉnh sửa video, và tạo hình ảnh, video, và các hiệu ứng hình ảnh

Hy vọng sau khi đọc bài viết này, bạn đã hiểu GPU là gì? và có cái nhìn tổng quan về GPU và có thể lựa chọn GPU phù hợp nhất với nhu cầu của mình. GPU không chỉ là một thành phần quan trọng của máy tính, mà còn là công cụ mạnh mẽ để khám phá và sáng tạo trong nhiều lĩnh vực khác nhau.