سرور GPU چیست؟ اگر جزو شرکت‌های رندرینگ و گیم پلی می‌باشید یا فعالیتی در حوزه گرافیک دارید و یا حتی دوست دارید در این زمینه اطلاعاتی کسب نمایید، شما را به خواندن این مقاله دعوت می‌نماییم.
در این مطلب قصد داریم شما را با یکی دیگر از سرورهای کاربردی برای برنامه نویسان، مهندسین و گرافیست‌ها آشنا نماییم و درمورد موضوعات مختلفی شامل GPU و عملکرد آن، پردازنده گرافیکی مجازی، تفاوت CPU و GPU، مزایای سرور پردازنده گرافیکی و موارد استفاده از آن صحبت نماییم. پس تاپایان این مطلب همراه ما باشید.
GPU مخفف Graphic Processor Unit به معنای واحد پردازنده گرافیکی می‌باشد که بخش عمده تولید آن توسط دو برند بزرگ Nvidia و AMD JM تولید می‌شود.
واژه واحد پردازش گرافیکی (GPU) به یک تراشه یا مدار الکترونیکی اطلاق می‌شود که قادر به ارائه تصاویر گرافیکی برای نمایش بر روی یک دستگاه الکترونیکی است.
GPU اصلی‌ترین بخش از کارت گرافیک می‌باشد. این واحد پردازشی را می‌توان به عنوان یکی از گران‌‌ترین قطعات در سیستم کامپیوتری شناسایی کرد که اهمیت بالایی در عملکرد سرویس دارد.
بیشتر بدانید : هایپروایزر چیست و چه کاربردی دارد
این واحد پردازشی عملکردی مانند CPU (واحد پردازش مرکزی) دارد اما فقط بخش‌های گرافیکی یک سیستم را مدیریت می‌نمایند.
در ابتدا پردازنده‌های گرافیکی در میان علاقه‌مندان به ویرایش ویدیو و بازی‌های رایانه‌ای محبوب بودند، اما رشد سریع ارزهای دیجیتال بازار جدیدی را برای آنها ایجاد کرده است.
واحدهای پردازش گرافیکی می‌توانند کاربردهای فراوانی در سیستم‌های کامپیوتری برای ارائه تصاویر، ویدئو و انیمیشن‌های دو بعدی یا سه بعدی و… داشته باشند.
GPU با انجام محاسباتی با CPU همکاری می‌کند و با استفاده از سرویس‌های قرار گرفته در واحد پردازش اصلی، می‌تواند به پردازش‌های گرافیکی پایان دهد.
در حالی که یک CPU از چند هسته متمرکز برای پردازش استفاده می‌کند، GPU دارای هزاران هسته کوچکتر است.
هسته‌های GPU هر دستور را به دستورهای محاسباتی کوچکتری تبدیل می‌کند و برای انجام چندین عملکرد مختلف ساخته شده‌اند.
GPU محاسبات را به صورت فشرده انجام می‌دهند و داده‌های سنگین را در مدت زمان کوتاه‌تری بررسی می‌کند.
به همین دلیل GPU قدرت و سرعت پردازش بالاتری نسبت به یک CPU دارد.
عملکرد GPU چگونه است
در ادامه مطلب سرور GPU چیست شما را با عملکردهای آن آشنا خواهیم نمود.
امروزه GPU به یکی از مهم‌ترین پردازش‌های شخصی و تجاری تبدیل شده است و برای انجام محاسبات موازی در طیف گسترده‌ای از برنامه‌ها، از جمله گرافیک و رندر ویدئو، استفاده می‌شود.
این واحد پردازشی به دلیل قابلیت‌های فراوانی که دارد در گیم شناخته شده است، اما GPUها برای استفاده در تولید خلاقانه و هوش مصنوعی (AI) محبوب‌تر می‌باشند.
در ابتدا پردازنده‌های گرافیکی برای تسریع در ارائه گرافیک‌های سه بعدی طراحی شده بودند که باگذشت زمان، انعطاف پذیر و قابل برنامه ریزی شدند و قابلیت های خود را افزایش دادند.
افزایش قابلیت‌های GPU این امکان را برای برنامه نویسان گرافیک فراهم می‌آورد تا جلوه‌های بصری و صحنه‌های واقعی‌تری را با تکنیک‌های پیشرفته، نورپردازی نمایند.
مهندسان برای انجام کارهایی مانند مهندسی کامپیوتر (CAE)، طراحی با کامپیوتر (CAD) و برنامه‌های کاربردی تولید با کامپیوتر (CAM) به این واحد پردازشی متکی هستند.
اما فعالیت GPU فقط مختص به مهندسان و برنامه نویسان نمی‌باشد و در بسیاری از برنامه‌های سازمانی و شخصی نیز کاربردی است.
پردازنده‌های ۴، ۸ یا ۱۶ هسته می‌توانند رندر گرافیک را به خوبی به انجام برسانند. بدین صورت هرچه قدرت پردازنده گرافیکی بالاتر رود، عملکرد سرویس نیز بیشتر خواهد شد و برنامه‌ها خیلی سریعتر و به صورت تعاملی اجرا می‌شوند.
GPU مجازی چیست
واحد پردازش گرافیک مجازی (vGPU) یک پردازنده کامپیوتری است که گرافیگ‌ها را برروی سرور مجازی (VM) به جای یک دستگاه فیزیکی ارائه می‌کند.
NVIDIA اولین GPU مجازی را در سال ۲۰۱۲ معرفی کرد تا زمان تاخیر را برای ارائه محتواهای گرافیکی به کاربران ریموت کاهش دهند و عملکردی مشابه رایانه شخصی به کاربران ارائه نماید. GPU مجازی vGPU نامیده می‌شود.
مجازی سازی یک GPU، اشتراک گذاری آن را در چندین ماشین مجازی امکان پذیر می‌نماید و عملکرد برنامه‌ها و دسک‌تاپ‌ها را بهبود می‌بخشد.
این عمل، برای کاربرانی کاربردی تلقی می‌شود که قصد دارند از سرور مجازی برای طراحی سه بعدی و نرم‌افزارهای طراحی استفاده کنند.
GPU یک نرم افزار فیزیکی نصب شده برروی سرور می‌باشد که با تبدیل آن به vGPU در چندین ماشین مجازی به اشتراک گذاشته می‌شوند.
بیشتر بدانید : انواع سرور چیست
GPUمجازی برای کاربرانی موثر است که به طراحی به کمک رایانه یا برنامه‌های گرافیکی سه بعدی نیاز دارند.
اگرچه زیرساخت دسکتاپ مجازی (VDI) یک راه عالی برای ارائه دسکتاپ و برنامه‌ها به کارمندان است اما کاربران برای انجام فعالیت‌های گرافیکی، نیازمند پردازش گرافیک مجازی (vGPU) می‌باشند.
vGPU مجازی یک فناوری عالی برای جلب رضایت چندین کاربر در استفاده در از GPU است که منجر به صرفه جویی در هزینه‌های سخت افزاری می‌شود.
مهم‌ترین تفاوت سرور GPU با دیگر سرورها قطعات به کار رفته در آنها می‌باشد که در قدرت و عملکرد سرور تاثیر بسزایی خواهد گذاشت. سرورهای GPU با کارت گرافیک و دیگر سرورها بدون تراشه گرافیکی مجزا در اختیار کاربران قرار می‌گیرند.
در ادامه مطلب سرور GPU چیست، شما را با محاسبات موازی GPU آشنا خواهیم نمود.
محاسبات موازی CPU
محاسبات موازی GPU توانایی انجام چندین کار به طور همزمان را دارند، محاسبات موازی GPU این امکان را برای پردازنده‌های گرافیکی فراهم می‌آورند. تا مشکلات پیچیده را به هزاران یا میلیون‌ها کار مجزا تقسیم کنند و وظایف خود را خیلی سریع به انجام برسانند.
توانایی محاسبات موازی GPU، عملکرد آنها را انعطاف پذیر می‌کند و به آنها اجازه می‌دهد در طیف گسترده‌ای از برنامه‌ها از جمله گرافیک استفاده شوند.
تفاوت CPU و GPU چیست
CPU و GPU تفاوت‌هایی در عملکرد دارند که در ادامه به بررسی آن خواهیم پرداخت.
- CPU واحد پردازشگر مرکزی می‌باشد که یکی از الزامات راه اندازی هر سیستم و یا سرور است، در حالی که GPU یک واحد پردازشگر مختص به پردازش امور گرافیکی می‌باشد.
- CPU برای انجام محاسبات کلی سیستمی طراحی شده است ولی GPU فقط برای اهداف اجرا و گرفتن رندر گرافیکی و ویدیویی طراحی شده است و ساختاری متفاوت دارد.
- پردازش داده‌ها در یک GPU یا CPU توسط هسته‌ها انجام می‌شود که هر چه یک واحد پردازشی هسته‌های بیشتری داشته باشد، سیستم عملکرد خود را بسیار سریعتر و کارآمدتر انجام می‌دهد.
- یک CPU از چهار تا هشت هسته تشکیل شده است، در حالی که محاسبات موازی GPU به کمک صدها هسته کوچکتر امکان پذیر است.
- محاسبات موازی GPU نوعی از محاسبات است که در آن بسیاری از فرآیندها به طور همزمان انجام می‌شود در حالی که پردازش CPU به این صورت نیست و عملکرد آن مختص به یک فرآیند است.
- هنگامی که GPU همراه با CPU استفاده می‌شود، عملکرد سیستم را با انجام محاسبات فشرده، مانند رندر، از CPU افزایش می‌دهد. این عمل سرعت پردازش برنامه‌ها را بهبود می‌بخشد، زیرا GPU می‌تواند محاسبات زیادی انجام دهد. همچنین این تغییر امکان توسعه نرم افزارهای پیشرفته‌تر را با منابع فشرده فراهم می‌آورد.
- GPU به عنوان پردازش موازی شناخته می‌شود و همان چیزی است که پردازش گرافیکی را بسیار سریع و کارآمد می‌کند.
- GPU یک واحد پردازشگر مکمل برای CPU است.
سرور GPU چیست
امروزه انواع مختلفی از سرور شامل، مجازی، سرور ابری، سرور میکروتیک و… توسط ارائه دهندگان ارائه می‌شود که یکی از بهترین ارائه دهندگان ایرانی، ابر آسیاتک می‌باشد.
ابر آسیاتک این امکان را برای کاربران فراهم می‌آورد تا به مدت ۲۴ ساعت از سرور مجازی رایگان بهره برداری نمایند و درصورت رضایت اقدام به خرید سرور با منابع دلخواه کنند.
سرورها اغلب برای مقاصد تجاری استفاده می‌شوند، اما می‌توان از آنها برای استفاده شخصی نیز استفاده کرد.کاربرانی که به دنبال پردازش حجم بالایی از داده و اطلاعات می‌باشند، اقدام به خرید سرور GPU می‌نمایند.
سرورهای گرافیکی در کسب و کارهایی که با پردازش‌های گرافیکی سنگین سر و کار دارند، عملکرد سیستم را به طور چشمگیری افزایش می‌دهد.
سرور GPU از کارت گرافیکی برخوردارند و قدرت گرافیکی قرار گرفته در این سرورها بسته به نوع سخت افزار مورد نیاز شما تغییر خواهد کرد.
این به شما امکان می‌دهد عملکرد سرور را برای کارهای گرافیکی، مانند ویرایش تصویر و ویدئو، بهبود بخشید.
مزایای خرید سرور GPU چیست
سرور GPU کاربردها و مزایای فراوانی دارد که در ادامه به برخی اشاره خواهیم نمود.
پردازش سه بعدی
سرور GPU سرعت عمل و قابلیت‌های منحصر به فردی را نسبت به CPU دارد و برای ارائه گرافیک‌های سه بعدی و انجام محاسبات دو بعدی و سه بعدی انتخابی ایده‌آل تلقی می‌شود.
سرورهای GPU می‌توانند در موقعیت‌های مختلف مورد استفاده قرار گیرند. از آنجایی که این سرورها از قدرت پردازشی بسیار بالایی برخوردارند، شما می‌توانید با خیالی آسوده آنها را در پروژه‌های بزرگ مورد استفاده قرار دهید. برای مثال می‌توان از این سرورها در پروژه‌هایی که به پردازش سه بعدی نیاز دارند، استفاده کرد.
افزایش قدرت پردازش
سرورهای GPU قدرت پردازشی بسیار بالایی دارند، به همین دلیل کاربران برای پردازش حجم بالایی از تصاویر، ویدیوها و اطلاعات بصری از آن استفاده می‌نمایند.
سرعت بالاتر در پردازش‌های گرافیکی
همانطور که در مطلب سرور GPU چیست گفته شد، این سرور پردازنده گرافیکی سرعت پردازش چندین برابری نسبت به سایر سرورها دارند و پردزاش آنها به صورت موازی و همزمان می‌باشد.
اینگونه سرورها برخلاف سرورهای مجازی که محدود به نصب تعداد محدودی CPU می‌باشند، امکان نصب چندین کارت گرافیک بر روی یک سرور جهت افزایش قدرت پردازش دارند.
سرعت محاسبات
سرعت انجام محاسبات و عملکرد GPU نسبت به CPU بسیار بالاتر است، زیرا این سرورها علاوه‌بر پردازش گرافیکی برای BigData و پردازش‌های مبتنی‌بر Block chain استفاده می‌شود.
مصرف انرژی بهینه
سرورهای GPU از مصرف انرژی پایین و بهینه‌تری نسبت به رقبای خود برخوردارند زیرا در این سرورها از تکنولوژی جدید و به‌روزتری استفاده شده است.
GPUها برای چه مواردی استفاده می شوند
پردازنده‌های گرافیکی برای بهبود رندر گرافیکی ابداع شدند، اما پس از مدتی، مخاطبان آن متوجه شدند که محاسبات موازی GPU علاوه‌بر رندر گرافیکی برای سرعت بخشیدن به طیف وسیعی از برنامه‌های علمی نیز کاربردی می‌باشد.
این عمل باعث انعطاف پذیری و برنامه ریزی بیشتر آنها برروی عملکردها شده و قابلیت‌های آنها را افزایش داد.
در حال حاضر، محاسبات موازی GPU برای طیف گسترده‌ای از برنامه‌های مختلفی که نیاز به تجزیه سریع داده دارند، استفاده می‌شود.
در ادامه شما را با برخی از موارد پرکاربرد استفاده از سرور GPU آشنا خواهیم نمود.
آف لودینگ GPU
استفاده از سرور GPU در کنار CPU برای انجام وظایف سنگین بسیار کارآمد خواهد بود. تقسیم کار میان این دو واحد پردازنده عملکرد بهتری را رقم خواهد زد و از مختل شدن کل سیستم جلوگیری می‌نماید.
تحلیل داده
پردازنده‌های گرافیکی قادر به انجام محاسبات دقیق و پردازش برنامه نویسی علمی و ریاضی می‌باشند.
تجزیه و تحلیل داده‌های پیچیده و بزرگ نیازمند پردازش قدرتمند یک سرور GPU هستند که لازمه آن وجود هسته‌های غنی GPU می‌باشد تا بتوانند به طور همزمان و با سرعت بالایی داده‌ها را تجزیه و تحلیل کنند.
ویرایش ویدئو و تولید محتوا
قبل از پردازنده‌های گرافیکی، طراحان گرافیک، ویرایشگرهای ویدیو و دیگر متخصصان خلاق بصری ناچاراً بودند زمان زیادی را برای رندرینگ ویدئو تحمل‌کنند.
علاوه‌بر اتلاف وقت، منابع مورد نیاز برای رندر در فرآیند، عملکرد سایر دستگاه‌ها را کند و مختل می‌ساخت.
اما در حال حاضر با وجود محاسبات موازی ارائه شده توسط GPUها، رندر یک ویدیو با کیفیت بسیار سریعتر است و به منابع کمتری نیاز دارد.
این سرعت، رندر گرافیکی را بهبود می بخشد و این امکان را برای کاربران فراهم می‌کند تا در حین انجام رندر کارهای بیشتری انجام دهند.
پردازش سه بعدی
سرورهای GPU برای محاسبات و ارائه گرافیک‌های دو بعدی و سه بعدی و فناوری‌های گرافیکی حتی بهتر از CPUهای طراحی شده عمل می‌کنند.
ویدیو استریمینگ
پخش و یا تبدیل ویدیو به فرمت جدید ممکن است منابع زیادی را درگیر نماید، پردازنده‌های گرافیکی حجم کاری سیستم را کاهش می‌دهند و در عین حال خروجی آنها را تسریع می‌بخشند.
گیمینگ
همانطور که گفته شد، GPUها برای تسریع رندر گرافیکی ایجاد شده‌اند و برای گرافیک‌های پیشرفته دو بعدی و سه بعدی که لازم است نورپردازی و رندر اشکال به طور همزمان انجام شوند تا تصاویر به سرعت در صفحه نمایان شوند، ایده‌آل می‌باشند.
پردازنده‌های گرافیکی قادر به پاسخگویی نیازهای بصری در حال رشد هستند. این بدان معنی است که بازی‌ها را می‌توان با وضوح بالاتر اجرا کرد.
پردازنده‌های گرافیکی از زمان پیدایش برای سرورهای بازی ارزشمند بوده‌اند، اما این ارزش با افزایش بازی‌های سه بعدی بیشتر شد و همچنان در حال افزایش است.
چرا محاسبات موازی GPU مهم است؟
GPUها به دلیل پردازش سریع و یکباره تعداد زیادی از اطلاعات، به یک انتخاب محبوب تبدیل شده‌اند.
در حال حاضر محاسبات موازی GPU در بسیاری از دیتاسنترها وجود دارد و مزایای بسیاری نسبت CPU دارند که در ادامه مطلب سرور GPU چیست به دلیل اهمیت محاسبات موازی GPU خواهیم پرداخت.
قدرتمند
پردازنده‌های گرافیکی دارای هسته‌های بیشتر، قدرت محاسباتی بالاتر و توانا در انجام پردازش چندین عمل به طور همزمان می‌باشند و قدرتمندتر از CPUها هستند.
کارآمد
از آنجایی که پردازنده‌های گرافیکی می‌توانند چندین کار را به طور همزمان انجام دهند، معمولاً کارآمدتر هستند از CPUها هستند.
انعطاف پذیرتر و مقیاس پذیرتر
تمام مزایایی که GPU ها ارائه می‌دهند را می‌توان برای ذخیره سازی، شبکه و توابع امنیتی اعمال کرد.
GPUها، مراکز داده را قادر می‌سازند تا گسترش یابند و تجربه‌ای با چگالی بالا و تأخیر کم، بدون نیاز به ارتقاء سخت افزاری عظیم ارائه دهند.
سرویس سرور GPU چیست
سرورهای GPU متناسب با نیاز افراد در انواع سرور ابری، سرور مجازی و سرور اختصاصی ارائه می‌شوند.
همانطور که میدانید هزینه نگهداری و تعمیر سرور GPU برعهده کاربران می‌باشد و آنها براساس میزان RAM،CPU ،DISK هزینه پرداخت می‌کنند و مدیریت همه منابع سخت افزاری در سرور اختصاصی در اختیار کاربران خواهد بود.
سرورهای GPU برای پروژه‌های بزرگ، رندرینگ، گیم پلی و ماشین لرنینگ و… ایده‌آل می‌باشد.
GPU یک مدار الکترونیکی است که برای ایجاد تصاویر برروی دستگاه‌هایی مانند مانیتور کامپیوتر، تلویزیون و تلفن همراه استفاده می‌شود.
پردازنده‌های گرافیکی معمولاً در مجازی‌سازی کاربرد دارند، زیرا می‌توانند به ایجاد یک محیط واقعی‌تر کمک کنند.
بیشتر بدانید : راهنمای ساده رایانش ابری برای مبتدیان
خرید سرور ابری GPU و سرور مجازی GPU برخلاف سرور اختصاصی برای کاربران بسیار مقرون به صرفه‌تر خواهد بود زیرا هزینه تعمیر و نگهداری سرور مجازی و سرور ابری برعهده شرکت ارائه دهنده است و کاربران فقط برحسب منابع مصرفی هزینه پرداخت می‌کنند.
سرور مجازی GPU مقیاس‌پذیری بالایی دارد که می‌توانید منابع را با توجه به نیاز سازمان خود افزایش و یا کاهش دهید.
سرور مجازی و سرور ابری برای افرادی مناسب است که نیاز به کارایی بالا به همراه امنیت دارند.
نصب کارت گرافیک برروی سرور ضروری نیست، اما بسته به نوع کاری که قصد دارید با سرور خود انجام دهید، ممکن است مفید باشد.
اگر می‌خواهید از سرور خود برای بازی یا اهداف چند‌رسانه‌ای استفاده کنید، لازم است از یک کارت گرافیک کمک بگیرید.
قطعات سخت افزار سرور GPU
سخت افزارهای سرور پردازنده گرافیکی هریک به صورت مستقیم نقش بسیار مهمی در قدرت سرور ایفا می‌کنند، در ادامه به بررسی مهم‌ترین قطعات آن خواهیم پرداخت.
CPU
CPU یکی از مهم ترین قطعات سخت افزاری در هر سیستم محاسباتی دیجیتال است و اغلب به عنوان مغز و قلب تمام سیستم‌های دیجیتال شناخته می‌شود، CPU مسئول انجام تمام کارها است و می‌تواند میلیون‌ها دستورالعمل را در یک زمان اجرا کند.
RAM
رم حافظه کوتاه مدت یک دستگاه است و اطلاعاتی را که یک برنامه یا سیستم عامل ممکن است در آینده به آن نیاز داشته باشد را به طور موقت برای دسترسی سریع توسطCPU، کارت گرافیک یا هر جزء دیگری که ممکن است به آن نیاز داشته باشد، ذخیره می‌کند. میزان RAM سرعت سرور را مستقیما تحت تأثیر قرار می‌دهد.
DISK
دیسک‌ها می‌توانند به عنوان فضای ذخیره سازی اصلی برای ذخیره سازی سیستم عامل، برنامه‌ها و فایل‌های داده‌ای مانند اسناد، تصاویر و موسیقی در رایانه شما کاربرد داشته باشند.
جمع بندی
در ابتدا GPU برای سرعت بخشیدن به رندر گرافیک طراحی شده بود، اما پس از مدتی توانایی محاسبات موازی آنها برای بسیاری از اهداف و برنامه‌های دیگر مورد استفاده قرار گرفت.
در حال حاضر، پردازنده‌های گرافیکی به‌طور منظم برای بهبود مواردی مانند بازی و یادگیری ماشینی و همچنین در مراکز داده، جایی که قدرت، سرعت و مقیاس‌پذیری را بهبود می‌بخشند، استفاده می‌شوند.
به طور خلاصه، پردازنده‌های گرافیکی در اموری که به قدرت محاسباتی بیشتری نیاز است، استفاده خواهند شد.
سلام
سرعت پردازش GPU بهتره یا CPU؟
کاربر عزیز ابر آسیاتک با سلام
در پاسخ به این سوال باید گفت سرعت انجام محاسبات و عملکرد GPU نسبت به CPU بسیار بالاتر است و می‌تواند محاسبات زیادی از جمله رندر گرافیکی و ویدیویی انجام دهد.