GPU là gì? GPU giữ vai trò như thế nào trong các trò chơi và chương trình xử lý đồ họa

Khái niệm GPU là gì?

GPU là từ dùng để viết tắt cho cụm từ Graphics Processing Unit. Dịch sang tiếng Việt nó có nghĩa là Đơn vị xử lý đồ họa chuyên dụng nhận nhiệm vụ tăng tốc và xử lý đồ họa cho bộ xử lý trung tâm CPU. 
GPU xử lý hình ảnh cũng như một mạch điện tử tích hợp chuyên dụng. Nó được thiết kế để phục vụ việc thao tác và truy cập bộ nhớ đồ họa diễn ra nhanh chóng và giúp tăng tốc việc tạo ra các hình ảnh trong bộ đệm khung hình dành cho ngõ ra tới màn hình hiển thị.

GPU khác gì so với GPUPU, CPU, VPU?

Nếu không chú ý có rất nhiều bạn dễ bị nhầm lẫn giữa GPU với GPUPU, CPU, VPU. Trong phần này, mình sẽ giúp các bạn phân biệt rõ ràng và cụ thể nhất giữa 4 cụm từ viết tắt GPU, GPUPU, CPU, VPU.

GPU như đã nói ở trên, nó là con chip điện tử nhưng có chức năng giống như một bộ vi xử lý riêng biệt của card trong đồ họa.

Một mình nó có đủ sức mạnh và khả năng giải quyết cũng như xử lý tất cả các vấn đề xảy ra liên quan đến hình ảnh trên máy tính. Hiện nay, AMD/ATI và NVIDIA là hai dòng chip đồ họa phổ biến nhất.

GPUPU viết tắt của cụm từ General – Purpose Computing on Graphics Processing Units.

Đây là từ viết tắt dễ nhầm lẫn với GPU nhất. GPUPU giữ vai trò là một mô hình khai thác GPU cho các ứng dụng không mang tính chất đồ họa.

CPU là từ viết tắt của cụm từ Central Processing Unit.

Nó là một con chip điện tử được đánh giá giống như não bộ - một trong những phần tử giữ vai trò chủ chốt nhất trong hệ thống máy vi tính. CPU giữ nhiệm vụ chính là xử lý các chương trình vi tính và các loại dữ liệu có trong đó.

VPU có nghĩa là Visual Processing Unit.

Dịch sang tiếng Việt VPU chỉ là một cách gọi khác của GPU. Thời gian đầu, người ta gọi là GPU với lý do nó chủ yếu được sử dụng nhằm xử lý các vấn đề có liên quan đến đồ họa máy tính. Nhưng trong những khoảng thời gian sau đó, VPU được cải tiến theo hướng nhanh hơn, mạnh hơn, đa dạng về chức năng hơn, tích hợp cả chức năng xử lý clip. Vì thế người ta bắt đầu gọi nó là VPU.

GPU có thể được thay thế bới CPU hay không?

Như đã nói ở trên, GPU dùng để xử lý các tác vụ liên quan đến tính toán đồ họa, hình ảnh. Tuy nhiên, một chiếc máy tính hiện đại đòi hỏi cần được xử lý nhiều hơn thế trong khi GPU chưa thể thay thế cho CPU.
Mặt khác, CPU ngày càng được tích hợp và cải thiện chức năng xử lý hình ảnh hay đồ họa phức tạp. Điều này cho thấy trong vài năm tiếp theo, có thể người sử dụng máy tính không cần trang bị cả hai CPU và GPU vì trong tương lai CPU có thể thay thế nhiệm vụ của GPU. Nhưng cái gì cũng có giá trị của nó. Một chiếc máy tính CPU tích hợp GPU chắc chắn sẽ có giá thành cao hơn so với những chiếc máy tính chỉ có CPU. Và  thực tế thì nhiều người cảm thấy máy tính của họ có CPU là đủ rồi, không cần sử dụng nhiều tới GPU.
Vậy nên, để trả lời cho câu hỏi GPU có thể được thay thế bởi CPU hay không vẫn phải chờ đợi hồi kết của cuộc đấu đầu trường kỳ giữa hai hãng NVIDIA và Intel.

GPU hoạt động theo cách thức nào?

Đa số GPU hiện nay đều được công ty NVIDIA sáng chế dựa trên kiến trúc CUDA.
CUDA là từ viết tắt của Computer Unified Device Architecture. Dịch sang tiếng Việt nó có nghĩa là Kiến trúc Thiết bị Tính toán Thống nhất. Kiến trúc tính toán này hoạt động song song được phát triển nhờ vào NVIDIA. Tính toán song song được hiểu là một quy trình giải quyết nhiều phép tính trong cùng một thời điểm. CUDA phân tích những bài toán lớn bằng cách phân chia thành nhiều bài toán con và cùng thực hiện trong cùng một lúc. 
Để hiểu cụ thể hơn cách hoạt động này, bạn cần phải nắm chắc được chức năng của mỗi điểm mấu chốt (lõi) trong một bộ vi xử lý. Hiện nay các lõi CUDA nằm trong các GPU hiện đại bao gồm nhiều lõi con cực nhỏ. Co nhiều định nghĩa khác nhau về “lõi” nhưng trong lĩnh vực tính toán và vi xử lý, lõi được xem như một đơn vụ cấu trúc được sử dụng nhằm nhận một tập hợp các lệnh và thực hiện các phép tính toán dựa trên những lệnh đó. 

GPU giữ vai trò như thế nào trong các trò chơi và chương trình xử lý đồ họa?

Trong các trò chơi .

Hiện nay, các tựa game từ những quán nét bình dân cho tới những quán Cyber Game đều sử dụng GPU. Để có những hình ảnh chân thật nhất và mượt mà nhất trong Game hoặc phổ biến hiện nay như Streamer, PUBG, Call of Duty...thì đều cần đến hệ thống xử lý trong GPU. Điều này có nghĩa GPU có trách nhiệm tái tạo và tính toán về các khía cạnh màu sắc, hình học và chất liệu vật thể. Nói chúng, GPU thực hiện việc giải quyết các yếu tố liên quan đến nghệ thuật trong game.

Trong thiết kế, xử lý đồ họa và video.

Các nhà kỹ sư thiết kế các công trình lớn phải thừa nhận rằng lõi Cuda Core của GPU có sức ảnh hưởng trực tiếp tới việc bạn xây dựng hình ảnh. Còn trong việc làm video, GPU giữ vai trò tiếp nhận và xử lý khối lượng lớn các tệp lệnh từ người sử dụng. Trong quá trình làm video 2K hoặc 4K, GPU sẽ xử lý và tính toán để đảm bảo các Preview không bị giật lag.

Trong ứng dụng.

Trong tương lai, trí thông minh nhân tạo sẽ đưa GPU vào việc tăng tốc độ tính toán trong các lĩnh vực như y khoa, điện tử, nghiên cứu khoa học hiện đại, mô hình tài chính hay những vấn đề liên quan đến việc thăm dò dầu khí...

Trên đây là những thông tin về GPU. Hy vọng những thông tin này sẽ giúp bạn giải đáp những thắc mắc phía trên.