کارت گرافیک یا GPU (Graphics Processing Unit) یک قطعه سخت افزاری است که برای پردازش و تجزیه و تحلیل داده‌های گرافیکی و تصویری استفاده می‌شود. این قطعه سخت افزاری درون کامپیوترها، لپتاپ‌ها و دستگاه‌های دیگری که نیاز به پردازش گرافیکی دارند، قرار می‌گیرد.

کارت گرافیک وظیفه تجزیه و تحلیل داده‌های گرافیکی را به عهده دارد و به صورت موازی و با سرعت بالا این عملیات را انجام می‌دهد. این قطعه سخت افزاری معمولاً شامل یک چیپ گرافیکی، حافظه گرافیکی (VRAM) و سایر قسمت‌های مرتبط است.

کاربرد کارت گرافیک

کارت گرافیک در بسیاری از کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرد، از جمله:

1. بازی‌های رایانه‌ای: کارت گرافیک در بازی‌های رایانه‌ای نقش حیاتی دارد. بازی‌های پیشرفته و سنگین نیاز به پردازش گرافیکی قوی دارند و کارت گرافیک باعث بهبود کیفیت تصاویر، افزایش تعداد فریم‌ها و تجربه بازی بهتر می‌شود.

2. طراحی و انیمیشن سازی: در صنایع مانند طراحی سه‌بعدی، انیمیشن سازی و تدوین ویدئو، کارت گرافیک قدرت پردازشی بالا و قابلیت اجرای صحیح تصاویر پیچیده را فراهم می‌کند. این کاربرد در نرم‌افزارهایی مانند Autodesk Maya، Adobe After Effects و Cinema 4D بسیار مهم است.

3. ویرایش تصاویر و ویدئو: کارت گرافیک در نرم‌افزارهای ویرایش تصاویر و ویدئو مانند Adobe Photoshop، Adobe Premiere Pro و Final Cut Pro استفاده می‌شود. با قدرت پردازشی بالا و توانایی اجرای صحیح فیلم‌ها و تصاویر پیچیده، کارت گرافیک به کاربران امکان ویرایش و تدوین حرفه‌ای را می‌دهد.

4. محاسبات علمی و پردازش موازی: کارت گرافیک با قدرت پردازش موازی خود، در محاسبات علمی و پردازش موازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کارت‌ها به عنوان یک ابزار قدرتمند در شبیه‌سازی‌های علمی، مدلسازی پیچیده، پردازش تصاویر و پردازش داده‌های بزرگ استفاده می‌شوند.

5. واقعیت مجازی و واقعیت افزوده: کارت گرافیک در برنامه‌ها و سیستم‌های واقعیت مجازی (VR) و واقعیت افزوده (AR) استفاده می‌شود. این کارت‌ها برای پردازش تصاویر و ساخت دنیای مجازی با کیفیت بالا و تجربه واقعیت افزوده به کار می‌روند.

6. معدن‌کاری ارزهای دیجیتال: با رشد ارزهای دیجیتال مانند بیتکوین، کارت‌های گرافیک به عنوان ابزاری برای معدن‌کاری این ارزها استفاده می‌شوند. قدرت پردازشی بالا و قابلیت اجرای عملیات‌های موازی در کارت‌های گرافیک، برای حل مسائل پیچیده و کسب درآمد از معدن‌کاری ارزهای دیجیتال بسیار مفید است.

اجزای تشکیل دهنده

کارت گرافیک شامل چندین اجزای مختلف است که همگی در کنار یکدیگر کار می‌کنند تا عملکرد گرافیکی بهتری را ارائه دهند. در زیر به برخی از اجزای اصلی کارت گرافیک اشاره می‌کنم:

1. چیپ گرافیکی (GPU): چیپ گرافیکی مسئول پردازش و تجزیه و تحلیل داده‌های گرافیکی در کارت گرافیک است. این قطعه سخت افزاری قدرت پردازشی بالا و توانایی اجرای عملیات‌های موازی را دارد.

2. حافظه گرافیکی (VRAM): حافظه گرافیکی یا VRAM برای ذخیره و دسترسی سریع به داده‌های گرافیکی استفاده می‌شود. این نوع حافظه سرعت بالا و پهنای باند بزرگی دارد تا امکان پردازش و اجرای سریع تصاویر و فیلم‌های بزرگ را فراهم کند.

3. واحد پردازش تکسل (Texture Processing Unit – TPU): واحد پردازش تکسل مسئول پردازش تکسل‌ها (تصاویر کوچک) در کارت گرافیک است. این واحد به تجزیه و تحلیل تکسل‌ها، اعمال فیلترها و ایجاد افکت‌های گرافیکی مختلف کمک می‌کند.

4. واحد پردازش هندسی (Geometry Processing Unit – GPU): واحد پردازش هندسی مسئول پردازش و تجزیه و تحلیل داده‌های هندسی مانند مش‌ها و پلیگون‌ها در کارت گرافیک است. این واحد به تولید و تغییر شکل اشیا سه‌بعدی، اعمال تبدیل‌های هندسی و ایجاد سطوح منحنی کمک می‌کند.

5. واحد پردازش پیکسل (Pixel Processing Unit – PPU): واحد پردازش پیکسل مسئول پردازش و تجزیه و تحلیل داده‌های پیکسلی

تاریخچه

تاریخچه کارت گرافیک به سال‌ها قبل از ظهور رایانه‌های شخصی برمی‌گردد. در ادامه به مراحل مهم در تاریخچه کارت گرافیک اشاره می‌کنم:

1. دهه ۱۹۵۰: در اوایل دهه ۱۹۵۰، با ظهور رایانه‌های دیجیتال، نیاز به نمایش تصاویر و گرافیک به وجود آمد. در این دوران از لامپ‌های الکترونیکی برای نمایش تصاویر استفاده می‌شد.

2. دهه ۱۹۶۰: در دهه ۱۹۶۰، با ظهور دستگاه‌های برداری و رایانه‌های دیجیتال، نیاز به پردازش و نمایش تصاویر برای کاربردهای علمی و تجاری بیشتر شد. در این دوران از تلویزیون‌های مخصوص گرافیک استفاده می‌شد.

3. دهه ۱۹۷۰: در دهه ۱۹۷۰، با ظهور رایانه‌های شخصی، نیاز به کارت‌های گرافیک برای پردازش و نمایش تصاویر و گرافیک در رایانه‌ها بیشتر شد. در این دوران از کارت‌های گرافیکی مبتنی بر مدارهای مجتمع استفاده می‌شد.

4. دهه ۱۹۸۰: در دهه ۱۹۸۰، با رشد صنعت بازی‌های رایانه‌ای و تولید تصاویر سه‌بعدی، نیاز به کارت‌های گرافیک قدرتمند‌تر و پردازش گرافیکی بهتر احساس شد. در این دوران از کارت‌های گرافیکی با پردازش‌های سخت‌افزاری مجزا استفاده می‌شد.

5. دهه ۱۹۹۰: در دهه ۱۹۹۰، با رشد تکنولوژی سخت‌افزاری و نیاز به پردازش گرافیکی قوی‌تر، کارت‌های گرافیک با قدرت پردازشی بالا و توانایی اجرای بازی‌ها و برنامه‌های گرافیکی پیچیده معرفی شدند.

6. دهه ۲۰۰۰: در دهه ۲۰۰۰، با رشد و توسعه بازی‌های رایانه‌ای و تکنولوژی‌های جدید مانند واقعیت مجازی و واقعیت افزوده، کارت‌های گرافیک با پردازش‌های موازی و قدرت پردازش بالا طراحی شدند.

7. دهه ۲۰۱۰: در دهه ۲۰۱۰، با رشد بازی‌های رایانه‌ای سنگین و نیاز به تجربه گرافیکی بیشتر، کارت‌های گرافیک با قدرت پردازشی و عملکرد بالا و تکنولوژی‌های جدید مانند رندرینگ سریع و رایتریسینگ طراحی شدند.

از آن زمان به بعد، کارت‌های گرافیک به تدریج به قدرت و عملکرد بالاتری دست یافته‌اند و در صنایع مختلف مانند بازی‌های رایانه‌ای، طراحی سه‌بعدی، ویرایش تصاویر و ویدئو و محاسبات علمی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

اولین شرکت تولید کننده کارت گرافیک

اولین شرکت تولید کننده کارت گرافیک، شرکت “Nvidia” بود که در سال ۱۹۹۳ تأسیس شد. Nvidia به عنوان یکی از شرکت‌های پیشرو در زمینه تولید کارت‌های گرافیک شناخته می‌شود و تا به امروز در ارائه کارت‌های گرافیک قدرتمند و نوآورانه برای بازی‌های رایانه‌ای، واقعیت مجازی، واقعیت افزوده و کاربردهای علمی تأثیرگذار بوده است. اما قبل از Nvidia، شرکت‌های دیگری مانند “ATI Technologies” (که در سال ۲۰۰۶ توسط AMD خریداری شد) و “3dfx Interactive” نیز در تولید کارت‌های گرافیک دخیل بودند.

شرکت های تولید کننده

چندین شرکت در حال حاضر در زمینه تولید کارت‌های گرافیک فعالیت می‌کنند. برخی از این شرکت‌ها عبارتند از:

1. Nvidia: به عنوان یکی از بزرگترین و پیشروترین شرکت‌ها در زمینه تولید کارت‌های گرافیک، Nvidia محصولات قدرتمند و نوآورانه‌ای را برای بازی‌های رایانه‌ای، واقعیت مجازی، واقعیت افزوده و کاربردهای علمی عرضه می‌کند.

2. AMD: شرکت AMD (Advanced Micro Devices) نیز یکی از بزرگترین رقبای Nvidia در زمینه تولید کارت‌های گرافیک است. کارت‌های گرافیک AMD برای بازی‌های رایانه‌ای و کاربردهای مرتبط با طراحی و ویرایش گرافیک شناخته شده‌اند.

3. Intel: علاوه بر فعالیت در زمینه پردازنده‌های مرکزی، شرکت Intel همچنین در حال توسعه و عرضه کارت‌های گرافیک است. این شرکت قصد دارد با کارت‌های گرافیک خود رقابتی برای Nvidia و AMD ایجاد کند.

4. ASUS: شرکت ASUS یکی از شرکت‌های مشهور در زمینه تولید تجهیزات رایانه‌ای است و کارت‌های گرافیک ASUS با کیفیت و قدرت پردازشی بالا شناخته می‌شوند.

5. Gigabyte: شرکت Gigabyte نیز یکی از تولیدکنندگان معروف کارت‌های گرافیک است و محصولات با کیفیت و عملکرد بالایی را ارائه می‌دهد.

6. MSI: شرکت MSI (Micro-Star International) نیز در زمینه تولید کارت‌های گرافیک فعال است و محصولات متنوعی را برای بازی‌ها و کاربردهای دیگر ارائه می‌دهد.

این فقط برخی از شرکت‌های تولید کننده کارت‌های گرافیک هستند و هنوز شرکت‌های دیگری نیز در این صنعت وجود دارن

انواع نسل های کارت گرافیک

کارت‌های گرافیک تا به امروز در چندین نسل مختلف عرضه شده‌اند. در زیر به برخی از نسل‌های معروف کارت‌های گرافیک اشاره می‌کنم:

1. نسل اول: این نسل کارت‌های گرافیک با توجه به تکنولوژی‌های قدیمی‌تر و مدارهای مجتمع بسیار ساده‌تری عرضه می‌شدند. این کارت‌ها اغلب برای نمایش تصاویر ساده و کاربردهای محدودی استفاده می‌شدند.

2. نسل دوم: در این نسل، کارت‌های گرافیک با قدرت پردازش بالاتر و تکنولوژی‌های پیشرفته‌تری عرضه شدند. این نسل شامل کارت‌هایی مانند VGA، SVGA و XGA است که برای نمایش تصاویر با کیفیت بالا و رنگ‌های بیشتر استفاده می‌شدند.

3. نسل سوم: با رشد بازی‌های رایانه‌ای و نیاز به پردازش گرافیکی پیچیده‌تر، کارت‌های گرافیک نسل سوم با قدرت پردازش بالاتر، رزولوشن بالا و قابلیت‌های سه‌بعدی معرفی شدند.

4. نسل چهارم: در این نسل، کارت‌های گرافیک با تکنولوژی‌ها و قابلیت‌های جدیدی مانند پردازش‌های موازی، توانایی هاردویر تصویری و رابط‌های نوین عرضه شدند. این نسل شامل کارت‌هایی مانند AGP و PCI Express است.

5. نسل پنجم: با رشد بازی‌های سنگین و نیاز به تجربه گرافیکی بالاتر، کارت‌های گرافیک نسل پنجم با قدرت پردازش بالا، قابلیت‌های رندرینگ سریع و تکنولوژی‌های جدیدی مانند Shader Model عرضه شدند.

6. نسل ششم: در این نسل، کارت‌های گرافیک با توانایی‌های بالاتری در پردازش‌های موازی، رندرینگ سریع‌تر و پشتیبانی از تکنولوژی‌های جدید مانند DirectX 12 و Vulkan عرضه شدند.

7. نسل هفتم: در حال حاضر، کارت‌های گرافیک نسل هفتم با توانایی‌های بالاتر در پردازش گرافیکی، رندرینگ سریع‌تر، پشتیبانی از رزولوشن‌های بالا و تکنولوژی‌های مانند Ray Tracing و AI عرضه می‌شوند.

سری های کارت گرافیک

در زیر به برخی از سری‌های معروف کارت‌های گرافیک اشاره می‌کنم:

1. سری Nvidia GeForce: این سری شامل مدل‌های مختلفی است که برای بازی‌های رایانه‌ای و کاربردهای گرافیکی عمومی طراحی شده‌اند. به عنوان مثال، سری GeForce GTX و RTX که قدرت پردازش بالا، رندرینگ سریع، پشتیبانی از تکنولوژی Ray Tracing و AI را دارند.

2. سری AMD Radeon: این سری شامل مدل‌های مختلفی است که برای بازی‌های رایانه‌ای و کاربردهای گرافیکی عمومی طراحی شده‌اند. به عنوان مثال، سری Radeon RX که قدرت پردازش بالا، رندرینگ سریع، پشتیبانی از تکنولوژی AMD RDNA و تکنولوژی Ray Tracing را دارند.

3. سری Intel Xe: این سری کارت‌های گرافیکی از شرکت Intel است که در حال حاضر در حال عرضه است. این سری کارت‌ها برای بازی‌های رایانه‌ای، واقعیت مجازی و واقعیت افزوده طراحی شده‌اند.

4. سری Nvidia Quadro: این سری کارت‌های گرافیک برای کاربردهای حرفه‌ای مانند طراحی سه‌بعدی، ویدئو ویرایش، مدل‌سازی صنعتی و شبیه‌سازی استفاده می‌شود. این سری کارت‌ها قدرت پردازش بالا و قابلیت‌های خاصی را برای کاربران حرفه‌ای فراهم می‌کنند.

5. سری AMD Radeon Pro: این سری کارت‌های گرافیک برای کاربردهای حرفه‌ای مانند طراحی سه‌بعدی، ویدئو ویرایش، مدل‌سازی صنعتی و شبیه‌سازی استفاده می‌شود. این سری کارت‌ها قدرت پردازش بالا و قابلیت‌های خاصی را برای کاربران حرفه‌ای فراهم می‌کنند.

مدل های معروف کارت گرافیک

انواع مدل‌های کارت گرافیک بسیار زیاد است و هر کمپانی تولیدکننده ممکن است مدل‌ها و سری‌های مختلفی را عرضه کند. در زیر به برخی از مدل‌های معروف کارت‌های گرافیک اشاره می‌کنم:

1. Nvidia GeForce GTX 1080: یکی از مدل‌های معروف از سری GeForce GTX که قدرت پردازش و رندرینگ بالا را دارد و برای بازی‌های رایانه‌ای با کیفیت بالا مناسب است.

2. AMD Radeon RX 5700 XT: یکی از مدل‌های معروف از سری Radeon RX که قدرت پردازش و رندرینگ بالا را دارد و برای بازی‌های رایانه‌ای با کیفیت بالا و پشتیبانی از تکنولوژی Ray Tracing مناسب است.

3. Nvidia Quadro P5000: یکی از مدل‌های معروف از سری Quadro که برای کاربردهای حرفه‌ای مانند طراحی سه‌بعدی و ویدئو ویرایش استفاده می‌شود و قدرت پردازش بالا را دارد.

4. AMD Radeon Pro WX 7100: یکی از مدل‌های معروف از سری Radeon Pro که برای کاربردهای حرفه‌ای مانند طراحی سه‌بعدی و ویدئو ویرایش استفاده می‌شود و قدرت پردازش بالا را دارد.

5. Nvidia GeForce RTX 2080 Ti: یکی از مدل‌های قدرتمند از سری GeForce RTX که قدرت پردازش بالا، رندرینگ سریع، پشتیبانی از تکنولوژی Ray Tracing و AI را دارد و برای بازی‌های رایانه‌ای با کیفیت بالا و واقعیت مجازی مناسب است.

6. AMD Radeon RX 6800 XT: یکی از مدل‌های قدرتمند از سری Radeon RX که قدرت پردازش بالا، رندرینگ سریع، پشتیبانی از تکنولوژی AMD RDNA و تکنولوژی Ray Tracing را دارد و برای بازی‌های رایانه‌ای با کیفیت بالا و واقعیت مجازی مناسب است.

توجه کنید که این تنها چند نمونه از مدل‌های معروف کارت‌های گرافیک هستند و هر مدل دارای ویژگی‌ها و قابلیت‌های خاصی است که بر اساس نیازهای شما می‌توانید انتخاب کنید.

تست سلامت کارت گرافیک

برای تست سلامت کارت گرافیک می‌توانید از ابزارها و برنامه‌های مختلفی استفاده کنید. در زیر چند روش پرکاربرد برای تست سلامت کارت گرافیک آورده شده است:

1. FurMark: FurMark یک برنامه تست استرس گرافیکی است که می‌تواند توانایی کارت گرافیک را در مواجهه با بار گرافیکی بالا بررسی کند. با اجرای این برنامه، می‌توانید عملکرد کارت گرافیک را در طول زمان مشاهده کنید و مشکلات ممکن را شناسایی کنید.

2. 3DMark: 3DMark یک برنامه تست کارایی گرافیکی است که توسط شرکت Futuremark توسعه داده شده است. این برنامه می‌تواند عملکرد کارت گرافیک را در تست‌های مختلفی مانند رندرینگ سه‌بعدی، شبیه‌سازی فیزیکی و آزمون‌های واقعیت مجازی بررسی کند.

3. MSI Kombustor: MSI Kombustor یک برنامه تست استرس گرافیکی است که توسط شرکت MSI توسعه داده شده است. این برنامه می‌تواند عملکرد کارت گرافیک را در مواجهه با بار گرافیکی بالا و در شرایط حرارتی مختلف بررسی کند.

4. GPU-Z: GPU-Z یک برنامه کنترل و نمایش اطلاعات کارت گرافیک است که اطلاعات مهمی مانند نوع و مدل کارت گرافیک، تمپراتور، سرعت پردازنده گرافیکی و حافظه را نشان می‌دهد. با استفاده از این برنامه می‌توانید اطلاعات کارت گرافیک خود را بررسی کنید و مشکلات ممکن را شناسایی کنید.

توجه داشته باشید که قبل از استفاده از هر برنامه تست، بهتر است از سایت تولیدکننده کارت گرافیک خود یا منابع معتبر دیگر برای دانستن راهنمایی‌ها و نکات مربوط به تست کارت گرافیک استفاده کنید. همچنین در صورت داشتن هر گونه مشکل یا سوال مربوط به سلامت کارت گرافیک، بهتر است با پشتیبانی فنی مربوطه تماس بگیرید.

ممنونیم که تا اینجا همراه ما بودید خوشحال میشیم از دیگر مقالات تیم حفظ دیدن فرمایید.