عمومی, مقالات علمی

آشنایی با تراشه APU – مغز متفکر کنسول های بازی نسل هشتم

تصویری مفهومی از تراشه ای‌پی‌یو

در این مقاله به صورت خلاصه با تراشه‌ی APU آشنا می‌شویم و یک دید کلی نسبت به کارکرد مغز متفکر کنسول‌های بازی نسل هشتم پیدا می‌کنیم. با ما همراه باشید.

اکثر افرادی که با کنسول‌های بازی سروکار دارند، فکر می‌کنند که این کنسول‌ها هم مثل کامپیوتر‌ها از کارت گرافیک، تراشه‌ی CPU و اسلات‌های بزرگ RAM تشکیل شده‌اند تا بتوانند پردازش‌های سنگین گرافیکی و بازی‌ها را اجرا بکنند. میشه گفت دیدگاه این افراد تا حدودی درست است. کنسول‌های بازی عملکردی کاملا شبیه به کامپیوتر‌ها دارند و برای کاکرد صحیح از اجزا و قطعاتی مشابه به کامپیوتر‌ها استفاده می‌کنند. اما در نسل هشتم و در داخل کنسول‌های پلی استیشن 4 و ایکس باکس وان، هیچ خبری از کارت‌های گرافیک بزرگ و اسلات سی‌پی‌یو نیست، بلکه تمامی وظایف بر عهده یک تراشه اصلی به نام ای‌پی‌یو (APU) است.

نمونه‌ای از کارت گرافیک مناسب کامپیوتر‌های گیمینگ

نمونه‌ای از یک کارت گرافیک مناسب برای کامپیوتر‌های گیمینگ

همانطور که در تصویر بالا می‌بینیم، اگر چنین گارت گرافیک بزرگ و قدرتمندی در داخل کنسول‌های بازی استفاده می‌شد، ابعاد نهایی آن‌ها از چیزی که الان می‌بینیم خیلی بزرگ‌تر از آب در می‌آمد. از طرفی هم گرمای تولید شده و انرژی مصرفی توسط کنسول‌ها هم بیش از اندازه زیاد می‌شد.

اما قبل از ورود به اصل مطلب بهتر است کمی با کارکرد سی‌پی‌یو (CPU) و پردازنده گرافیکی (GPU) آشنا بشویم.

پردازنده مرکزی یا سی‌پی‌یو (CPU)

واحد پردازش مرکزی (Central Processing Unit) یا پردازنده مرکزی که با نام سی‌پی‌یو (CPU) شناخته می‌شود، یک مدار الکترونیکی در رایانه‌ها است که وظیفه اجرای مجموعه دستورالعمل‌های (Instructions Set) یک برنامه رایانه‌ای را از طریق محاسبات پایه‌ای، منطق و عمل ورودی/خروجی بر عهده دارد. یکی از اجزای اصلی CPU، واحد محاسبه و منطق (ALU) است که وظیفه اجرای اعمال محاسباتی و اعمال منطقی را بر عهده دارد. واحد ALU همچنین شامل ثبّات‌ها (Registers) است که وظیفه تغذیه عملوندها به ALU و ذخیره نتایج عملکرد آن را بر عهده دارند. واحد ALU همچنین شامل یک واحد کنترلی است که وظیفه تنظیم واکِشی (Fetching) و اجرای دستورالعمل‌ها (از داخل مموری) را از طریق هدایت هماهنگ به ALU، رجیسترها و سایر اجزا بر عهده دارد. تعریفی ساده و جامع برگرفته شده از ویکی پدیا.

نمای پشتی از یک سی‌پی‌یو

نمای پشتی از یک سی‌پی‌یو

پردازنده‌ی گرافیکی یا جی‌پی‌یو (GPU)

واحد پردازش گرافیکی (Graphics Processing Unit) یا به اختصار GPU ابزاری اختصاصی برای رندر کردن گرافیکی (به ‌طور طبیعی به نظر رسیدن تصویر) در کامپیوترهای شخصی، ایستگاه‌های کاری یا در کنسول‌های بازی است. این واحد گاهی اوقات واحد پردازش بصری یا VPU نیز نامیده می‌شود. ویژگی‌های واحدهای پردازش گرافیکی جدید برای پردازش و ارائه دادن کارهای دیداری (گرافیکی)، آن‌ها را بسیار کارآمدتر از واحدهای پردازش مرکزی یا CPU در پردازش الگوریتم‌های پیچیده کرده ‌است. در واقع واحد پردازش گرافیکی همانند واحد پردازش مرکزی (Central Processing Unit) در کامپیوتر است، ولی وظیفه اصلی آن پردازش اطلاعات مرتبط با تصاویر است. یک GPU معمولاً بر روی کارت‌های گرافیکی قرار می‌گیرد، اگرچه کارت‌های گرافیکی غیر حرفه‌ای مستقیماً بر روی بُرد مادر به صورت (OnBoard) قرار می‌گیرند. GPU ابزاری است شامل تعدادی عملگر ابتدایی گرافیکی، که باعث می‌شود نسبت به CPU در خلق تصاویر بر صفحه نمایشگر بسیار سریعتر عمل کنند.

حتما باید به این نکته توجه کنیم که پردازنده گرافیکی و کارت گرافیک خیلی باهم تفاوت دارند. پردازنده گرافیکی یک تراشه است که در کارت‌های گرافیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. این تراشه ممکن است توسط شرکت‌هایی مانند AMD یا انویدیا تولید شده باشد. اما کارت‌های گرافیک توسط شرکت‌های زیادی(مانند ایسوس یا گیگابایت) تولید می‌شوند و متناسب با نیاز مشتری از پردازنده‌های گرافیکی مختلف و شخصی سازی شده استفاده می‌کنند.

تصویر یک پردازنده گرافیکی یا جی‌پی‌یو

تصویر یک پردازنده گرافیکی یا جی‌پی‌یو

ای‌پی‌یو یا APU

APU سر واژه عبارت Accelerated Processing Unit است. بصورت خلاصه ای‌پی‌یو یک تراشه یا چیپست می‌باشد که پردازنده گرافیکی و پردازنده مرکزی بصورت یکپارچه بر روی آن پیاده سازی شده‌اند. این تکنولوژی در سال 2011 توسط AMD معرفی شد. برای سال‌های طولانی پردازنده گرافیکی برای انجام عملیات گرافیکی مورد استفاده قرار می‌گرفت. در سوی دیگر هم پردازنده مرکزی فقط کارهای محساباتی و منطقی را انجام می‌داد. با پیشرفت‌هایی که در حوزه سخت‌افزار بوجود آمد پردازنده‌های گرافیکی نیز قوی‌تر از قبل شدند، اما از تمامی ظرفیت آن‌ها استفاده نمی‌شد. در نهایت مهندسین راهکاری را موسوم به پردازش موازی بوجود آوردند. در این روش روش جی‌پی‌یو و سی‌پی‌یو در کنار یکدیگر و بصورت موازی کار می‌کنند.در حالت کلی همیشه جی‌پی‌یو از سی‌پی‌یو خیلی قوی‌تر میباشد، به همین دلیل در تراشه‌ی ای‌پی‌یو برخی محاسبات خاص از عهده‌ی سی‌پی‌یو برداشته می‌شود و به جی‌پی‌یو سپرده می‌شود؛ در این حالت عملکرد و سرعت محاسباتی خیلی بالاتر است.

تصویری از ای‌پی‌یو بکار رفته در کنسول ایکس باکس وانتراشه‌ای که در کنسول‌های ایکس باکس وان و پلی استیشن 4 مورد استفاده قرار می‌گیرد توسط AMD طراحی شده است، اما مهندسین مایکروسافت و سونی مطابق با اهداف طراحی مورد نظر خودشان این تراشه را شخصی سازی می‌کنند. تکنولوژی ای‌پی‌یو به سونی مایکروسافت کمک زیادی کرد تا بتوانند کنسول‌های خودشان را ابعادی کوچک و قدرتی تقریبا برابر  نسبت به کامپیوتر‌ها راهی بازار کنند.

به نظر شما با پیشرفت تکنولوژی کنسول‌های بازی چه تغییراتی خواهند کرد؟

بازگشت به لیست

مطالب مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.