Быстрая обработка изображений: gpu vs cpu

ТОП-3 лучших видеокарт по цене/качеству на 2020-2021 год

ASUS ROG Strix GeForce GTX 1660 SUPER OC 6GB (ROG-STRIX-GTX1660S-O6G-GAMING)

Высокопроизводительная видеокарта, которая занимает на материнской плате почти полные три слота. Оставшийся промежуток используется для пассивного охлаждения, обеспечивая дополнительный забор холодного воздуха.

Объем памяти составляет 6 ГБ, формат позволяет поддерживать быструю скорость обмена данными и даже имеется место для небольшого разгона.

Сразу отметим, что большинство пользователей хвалят эту модель за бесшумную работу и лишь иногда можно встретить замечания про свист под нагрузкой.

Для активного охлаждения используется два крупных вентилятора, которые эффективно отводят потоки горячего воздуха от ядра. При сборке системы рекомендуется использовать блоки питания, мощность которого стартует от 450 Вт.

Графика от этой карты на уровне, она без труда запускает даже самые новые игровые проекты, без артефактов, на высоких или ультра-настройках.

Основные характеристики:

1. Техпроцесс Nvidia GeForce 1660 SUPER — 12 нм.
2. Частота ядра/памяти — 1530 МГц/14002 МГц.
3. Тип видеопамяти и объем — 6144 МБ GDDR6.
4. Одновременная работа с мониторами — 3.
5. Требуемая мощность блока питания — 450 Вт.
6. Количество слотов под карту Nvidia GeForce — 3.

GIGABYTE GeForce GTX 1660 SUPER OC 6G (GV-N166SOC-6GD)

Образец качественной и быстрой графики, который часто используется при сборке игровых компьютеров или устройств для монтажа.

Используется техпроцесс 12 нм, есть место для разгона ядра и памяти, объем которой составляет 6 ГБ. Карта одновременно способна обслуживать четыре монитора, обеспечивая гладкую картинку с удивительной детализацией. Работает карта от блока мощностью 450 Вт, в плате занимает два полноценных слота.

Отдельно отметим систему охлаждения, которая состоит из радиатора с композитными тепловыми трубками. По ним тепло уводится в сторону от медной пластины, плотно примыкающей к ядру чипа.

Собранное тепло выводится при помощи вентиляторов или через вентиляционные отверстия. Даже под нагрузкой уровень шума минимален, что особо радует любителей поиграть ночью.

Основные характеристики:

1. Техпроцесс Nvidia GeForce 1660 SUPER — 12 нм.
2. Частота ядра/памяти — 1830 МГц/14000 МГц.
3. Тип видеопамяти и объем — 6144 МБ GDDR6.
4. Одновременная работа с мониторами — 4.
5. Требуемая мощность блока питания — 450 Вт.
6. Количество слотов под карту Nvidia GeForce — 2.

ASUS Phoenix GeForce GTX 1050 Ti 4GB (PH-GTX1050TI-4G)

Хорошая видеокарта от компании ASUS с неплохими результатами тестирования. Имеет 4 ГБ оперативки, подходит для размещения даже в компактном корпусе, так как занимает всего два слота.

Способна работать от блока питания мощностью от 300, так как потребляет всего около 75 Вт. Одновременно поддерживает работу трех мониторов.

Через BIOS можно немного разогнать как ядро, так и ОЗУ, поэтому карту часто используют для сборки игровых компьютеров начального уровня.

Для активного охлаждения используется радиатор и один вентилятор и скажем честно — большую нагрузку в небольшом корпусе карта выдерживает с трудом. А вот при определенном просторе вокруг температура устройства редко подскакивает выше 75-77 градусов.

Основные характеристики:

1. Техпроцесс Nvidia GeForce 1050 Ti — 14 нм.
2. Частота ядра/памяти — 1290 МГц/7008 МГц.
3. Тип видеопамяти и объем — 4096 МБ GDDR5.
4. Одновременная работа с мониторами — 3.
5. Требуемая мощность блока питания — 300 Вт.
6. Количество слотов под карту Nvidia GeForce — 2.

Как выбрать

Чтобы видеокарта удовлетворяла потребности мало просто прийти в магазин и сообщить, что нужна графическая плата для игр. Существует масса нюансов, от которых зависит будет ли соответствовать покупка вашим потребностям и подойдет ли она в принципе для ПК.

Современный рынок предлагает двух производителей – Nvidia и AMD. Какая компания лучше сказать нельзя, но считается, что AMD в среднем стоит дешевле, а возможности предлагают такие же. Однако у них наблюдается сильный нагрев, поэтому придется позаботиться о хорошем охлаждении.
Размер. Этот критерий многие опускают или вовсе про него забывают и совершенно напрасно. Не редки случаи, когда карту приходилось возвращать из-за ее больших размеров – она попросту не помещалась в системный блок. Особенно это касается игровой графики, которая может занимать сразу два или три посадочных места.
Разъемы для подключения питания. Могут быть 6-ти и 8-ми пиновые

Если блок питания менять в планы не входит, а просто докупается графический адаптер, то обратите внимание на соответствие разъемов.
Память. Довольно часто не очень грамотные консультанты просто предлагают адаптер с большим объемом памяти, но не обращают внимание на ее тип

На рынке можно встретить варианты DDR3, DDR4, DDR5 и GDDR Последняя считается самой скоростной.
Битность шины. Это пропуская способность – чем она выше, тем быстрее будет происходить обмен данными. Опять же этот параметр следует выбирать с учетом возможностей чипсета. Может оказаться так, что он просто не сможет принимать оперативно тот объем информации, который будет передавать ему графика.
Тактовая частота – это скорость обработки информации. Среднее значение около 1 ГГц, для игровых моделей стоит рассмотреть и более высокие показатели.
Техпроцесс. Условно этот параметр сообщает насколько современные технологии использовались при создании графики. Хорошие видеокарты созданы по техпроцессу 12 и 14 Нм, более дешевые и старые – 20 Нм. От этого зависит не только качество работы, но и возможность обработать сложные задачи, типа построения 3D или запуск виртуальной реальности.
Охлаждение. Некоторые графические адаптеры продаются со встроенной системой охлаждения. Другие ее не имеют. Поэтому стоит оценить тепловыделение видеокарты и присмотреть для нее кулер. В некоторых случаях TDP невысок, поэтому вполне хватит пассивного охлаждения.
SLI/Crossfire – возможность установки в один ПК нескольких видеокарт, что повышает игровую производительность устройства. Стоит понимать, что такая поддержка должна быть не только у видеокарты, но и чипсета.
Разъемы. К видеокарте будет подсоединяться один или несколько экранов. Посмотрите, какие у чипа есть интерфейсы и хватит ли вам их для соединения со всей необходимой периферией.
Разрешение. Здесь все довольно просто. Чем чипсет для графики мощнее, тем более высокое разрешение он поддерживает. На современном рынке есть модели способные воспроизвести картинку только в full HD, но найдутся и варианты с поддержкой 8K. Оптимальный вариант для современных реалий вывод изображения в 2K или 4K.

Об увеличении видеопамяти на видеокартах AMD Radeon RX

В видеокартах Radeon RX RX4xx/5xx-серий с 8 гигабайтами часто используется память Micron MT51J256M3 и Samsung K4G80325FB, например:

1002:67df rev ef (AMD Radeon RX 578), BIOS 113-5E353BU-O6G — Micron MT51J256M32;

1002:67df rev cf (AMD Radeon RX 478), BIOS 113-2E353BU.O4I — Micron MT51J256M32.

1002:67df rev cf (AMD Radeon RX 478), BIOS 113-1E3470U.O60 и 113-1E3470U.S61- Samsung K4G80325FB.

В 4 Gb картах используется подобная память, но меньшей плотности, поэтому при полной замене всех модулей на более производительные проблем быть не должно. Для устранения проблем с разными системами адресации у модулей высокой и низкой плотности нужно поменять BIOS видеокарт на версию от 8-гигабайтных моделей.

Проблема заключается в том, что в модулях низкой плотности (до 512 мегабайт на микросхему включительно) используется меньше адресных страниц ячеек памяти. В одной системе обеспечить работу с двумя видами адресации практически невозможно (если не принимать во внимание лабораторные условия). Теоретически, если впаять часть модулей памяти более высокой плотности, а затем обеспечить корректную работу с разными системами адресации, то «мутант» с 4.5 Гб памяти заработает и определит всю физически имеющуюся память

Но на практике обеспечить работу видеокарты с разными модулями памяти вряд ли получится

Теоретически, если впаять часть модулей памяти более высокой плотности, а затем обеспечить корректную работу с разными системами адресации, то «мутант» с 4.5 Гб памяти заработает и определит всю физически имеющуюся память. Но на практике обеспечить работу видеокарты с разными модулями памяти вряд ли получится.

ПК под специализированные задачи

Говоря про специализированные задачи, мы подразумеваем работу с профессиональным софтом под те или иные задачи. Например, монтаж видео, работа с фоторедакторами, обработка и написание звуковых дорожек, 3D моделирование и т. д. Все эти процессы являются ресурсоемкими и способны сожрать значительную часть возможностей ПК.

В таких случаях на первый план как раз и выходит оперативная память, которая хранит в себе данные о выполняемом проекте. Зачастую даже и видеокарта остается незадействованной, а вот память может потребоваться практически в неограниченном количестве. Например, у меня при работе в Sony Vegas, проект длинной в 10 минут, с относительно легкими спецэффектами, жалуется на то, что ему недостаточно 16 Гбайт ОЗУ, и просит больше. 16 поточный процессор к слову ситуацию вообще никак не упрощает. Поэтому монтажные станции оснащают в первую очередь соответствующими материнскими платами, которые предусматривают возможность установки большого количества оперативки (от 32 Гбайт и больше, в зависимости от конкретных задач).

Если подвести итог, то мы получаем следующее:

1. В игровом ПК – главное баланс между процессором и видеокартой. Оперативную память в любой момент можно докупить или же поменять на планки большего объема.

2. В офисные решения потребуется процессор со встроенным графическим ядром и SSD диск для быстрой работы.

3. В специализированных сборках под профессиональный софт на первый план выходит оперативная память. Много оперативной памяти. ОЧЕНЬ много оперативной памяти.

Тест Intel Core i5-9600K: игровой процессор на каждый день

Выбор на основе параметров и характеристик

Начнем с того, что у любой видеокарты есть несколько аппаратных компонентов , каждый из которых имеет свои собственные характеристики, определяющие суммарную производительность.

Грубо говоря, видеокарта состоит из графического ядра, блоков видеопамяти, контроллера ЦАП (RAMDAC), видеоконтроллера с видеовыходами (о них вы можете прочитать в этой моей статье), платы текстолита (с россыпью транзисторов, конденсаторов, преобразователей и тд) и системы охлаждения. Кроме видеопамяти у видеокарты так же присутствует память V-ROM (по сути, то же самое, что и БИОС в материнской плате), но подробно о ней мы говорить не будем, так как на производительность видеокарты она, за редким исключением, не влияет.

Рассмотрим подробнее эти компоненты видеокарты и их технические характеристики.

Офисное решение

В случае если компьютер будет предназначен для Word документов и таблиц в Excel, то про видеокарту можно вообще забыть. Ни о каких тяжелых нагрузках в условиях офисных задач не может идти и речи. Куда выгоднее приобрести процессор со встроенным графическим ядром, а на остатки бюджета докупить SSD диск, который обеспечит быструю обработку данных.

Что же касается памяти, то и её тут потребуется не так много, как в игровом ПК. С учетом того, что современные операционные системы потребляет в среднем около 2-3 Гбайт ОЗУ, то можно ограничиться и 4 Гбайт, но 8 всё же являются необходимым минимумом в условиях современных реалий (привет Google Chrome).

IV. Преимущества GPU над CPU

Наши лабораторные исследования показали, что при сравнении идеально оптимизированного софта для GPU и для CPU (с применением AVX2), преимущество GPU имеет глобальный характер: пиковые производительности CPU и GPU аналогичного года производства отличаются обычно на порядок для 32- и 16-битных типов данных. Также на порядок отличается и пропускная способность подсистемы памяти. В следующих пунктах мы рассмотрим эту ситуацию подробнее.
Если же использовать для сравнения софт для CPU без использования инструкций AVX2, то разница в производительности может достигать 50-100 раз в пользу GPU.
Все современные GPU оснащены разделяемой памятью, которая одновременно доступна всем «вычислителям» одного мультипроцессора, что, по сути, является программно-управляемым кэшем. Он идеально подходит для алгоритмов с высокой степенью локальности

Скорость доступа к этой памяти в несколько раз превосходит возможности L1 кэша CPU.
Ещё одной важной особенностью GPU по сравнению с CPU является то, что количество доступных регистров можно менять динамически (от 64 до 256 на один поток), тем самым позволяя снижать нагрузку на подсистему памяти. Для сравнения, в архитектурах x86 и х64 используется 16 универсальных регистров и 16 AVX регистров на один поток.
Наличие нескольких специализированных аппаратных модулей на GPU для одновременной работы над совершенно разными задачами: аппаратная обработка изображений (ISP) на Jetson, асинхронное копирование в GPU и обратно, вычисления на GPU, аппаратное кодирование и декодирование видео (NVENC, NVDEC), тензорные ядра для нейросетей, OpenGL, DirectX, Vulkan для визуализации.

Но, как результат всех перечисленных выше преимуществ GPU перед CPU, за всё это приходится платить высокими требованиями к параллельности алгоритмов. Если для максимальной загрузки CPU достаточно десятков потоков, то для полной загрузки GPU нужны десятки тысяч потоков.

Встраиваемые (embedded) приложения

Следует помнить и о таком типе задач, как встраиваемые решения. Здесь GPU уже конкурируют со специализированными устройствами, такими как FPGA (программируемая пользователем вентильная матрица) и ASIC (интегральная схема специального назначения). Основным преимуществом GPU перед прочими решениями является их существенно большая гибкость. Для отдельных встраиваемых решений GPU может быть серьёзной альтернативой, так как мощные многоядерные процессоры не проходят по допустимым требованиям к размеру и энергопотреблению.