ความรู้ทั่วไป
GPU คือ อะไร ทำหน้าที่อะไร มีกี่ประเภท และยี่ห้อที่น่าสนใจ
Dec
GPU คือ การ์ดจอ ที่ช่วยให้คอมพิวเตอร์แสดงผลภาพ และสีออกมาทางจอภาพ ด้วยเหตุนี้คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องจึงจำเป็นต้องมี GPU เพื่อช่วยประมวลผลภาพในทุกเครื่องนั่นเอง เรามาดูกันว่า GPU คืออะไร มีหน้าที่อะไร และมีอยู่กี่ประเภทกันแน่
GPU คือ อะไร ทำหน้าที่อะไร
GPU ย่อมาจาก Graphics Processing Unit มัน คือ หน่วยประมวลผลด้านกราฟิก หรือเรียกว่า “การ์ดจอ” ที่ออกแบบมาสำหรับประมวลผลด้านภาพ และวิดีโอ ที่แสดงผลออกมาทางจอภาพทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็นภาพ 2D, 3D รวมทั้ง สีต่าง ๆ ที่เราเห็นผ่านจอภาพนั่นเอง โดยปกติแล้วการ์ดจอจะมีพลังในการคำนวณมหาศาล เนื่องจากภาพกราฟิกนั้นมีความซับซ้อนสูง
ตัวอย่างหน้าตา GPU
GPU ทำหน้าที่อะไร
หน้าที่หลักของ GPU คือ ถอดรหัส และแปลงข้อมูลดิจิตอลที่ได้รับมาจาก CPU ให้กลายมาเป็นภาพบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ ไม่ว่าจะเป็นภาพ หรือสีสันต่างๆ ก็จะผ่านการประมวลผลจากการ์ดจอมาแล้วทั้งนั้น นอกจากการแสดงภาพบนหน้าจอแล้ว ยังมีหน้าที่อื่นอีก นั่นคือ
- เรนเดอร์ภาพ 3 มิติ
3D Rendering ไม่เพียงแค่การทำงานโครงสร้าง 3 มิติเท่านั้น แต่รวมไปถึงการคำนวณพิกัด (Vertices), คำนวณสี (Shading), จำลองแสงและเงา (Lighting and Shadowing) รวมไปถึงการจัดการพื้นผิว (Texturing) ของวัตถุต่าง ๆ (Object) ให้แสดงออกมาผ่านจอภาพได้อย่างราบรื่น เช่น การเล่นเกม แสดงภาพคลื่นไหว และฉากต่าง ๆ ในเกมนั่นเอง
- ประมวลผลวิดีโอ
GPU มีความสามารถในการช่วยถอดรหัส (Decoding) และเข้ารหัส (Encoding) จากไฟล์วิดีโอต่างๆ หรือไฟล์ความละเอียดสูง เช่น 4K, 8K ได้เร็วขึ้น - ประมวลผลชุดคำสั่งอื่นๆ แบบคู่ขนาน
เช่น การนำไปฝึกฝน AI (Machine Learning, Deep Learning) เพื่อใช้คำนวณข้อมูลเชิงลึก และการจำลองทางวิทยาศาสตร์ เช่น การพยากรณ์อากาศ, วิเคราะห์โครงสร้างโมเลกุล, การจำลองทางฟิสิกส์เป็นต้น รวมไปถึงการวิเคราะห์ข้อมูล อย่างการคำนวนทางการเงิน และประมวลผลข้อมูลขนาดใหญ่ที่ต้องใช้พลังในการคำนวณสูง ๆ อีกด้วย
ต่างจาก CPU อย่างไร
GPU CPU คือ หน่วยประมวลผลทั้งคู่ แต่มีหน้าที่ในการทำงานต่างกัน โดย GPU จะมีหน้าที่ในการประมวลผลด้านกราฟิกทั้งหมด ส่วน CPU (Central Processing Unit) คือ หน่วยประมวลผลหลักของคอมพิวเตอร์ มีหน้าที่ในการทำคำนวณชุดคำสั่งต่าง ๆ ทั้งหมด หรือเปรียบเป็นสมองของคอมพิวเตอร์นั่นเอง
GPU มีกี่ประเภท
สำหรับประเภทของ GPU หรือหน่วยประมวลผลกราฟิก GPU นั้น จะถูกแบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลัก ๆ คือ
1. การ์ดจอแบบรวม (Integrated Graphics)
Integrated Graphics ชื่อเต็ม คือ Integrated Graphics Processing Unit (iGPU) หรือที่เรียกกันว่า “การ์ดจอออนบอร์ด” ซึ่ง iGPU จะถูกติดตั้งรวมมากับ CPU โดยตรง จะเป็น GPU ชนิดที่ถูกสร้างออกมาเพื่อช่วยประมวลผลกราฟิกสำหรับการใช้งานพื้นฐาน เช่นการแสดงผลภาพ วิดีโอออกมาทางจอภาพ ได้ทันทีโดยไม่ต้องติดตั้งการ์ดจอแยกนั่นเอง
รุ่นที่ดังๆ ก็เช่น Intel HD Graphics, Intel UHD Graphics, Intel Iris Xe Graphics, Intel Arc Graphics หรือ AMD Radeon VEGA Graphics, AMD Radeon 600m, 700m, 800m Series เป็นต้น ซึ่งรุ่นใหม่ ๆ ก็จะเปลี่ยนไปตามเทคโนโลยีในแต่ละสมัยนั้นๆ
ตัวอย่างการ์ดจอออนบอร์ด
ข้อดีของ Integrated GPU
- ประหยัดพลังงาน: เนื่องจาก iGPU เป็นส่วนหนึ่งที่ฝังตัวอยู่กับชิป CPU ทำให้มีชิ้นส่วนที่เล็ก และใช้ระบบต่าง ๆ จากตัวเครื่องร่วมกัน ทำให้ใช้พลังงานน้อย
- ความร้อนน้อย: เนื่องจากเป็นการแชร์ระบบต่าง ๆ ภายในซีพียู ทำให้เกิดความร้อนน้อย และใช้ชุดระบายความร้อนเดียวกันกับซีพียูได้เลย
- ประหยัดพื้นที่: iGPU นั้นจะถูกผลิต และฝังมากับตัวซีพียูอยู่แล้ว ทำให้ไม่กินพื้นที่บนแมนบอร์ด
- ใช้งานทั่วไปได้ดี: iGPU นั้นรองรับการทำงานพื้นฐานได้ครอบคลุม ยิ่งเป็น iGPU รุ่นใหม่ ๆ ในกลุ่ม Mobile อย่าง Laptop จะมีประสิทธิภาพดีพอสมควร บางรุ่นสามารถเล่นเกมในระดับที่น่าพอใจได้เลย
- ราคาประหยัด: เนื่องจากเป็นชิปที่ฝังมากับตัว CPU ทำให้ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายเพิ่ม
ข้อเสียของ Integrated GPU
- ประสิทธิภาพจำกัด: เนื่องจาก iGPU ถูกออกแบบมาให้รองรับการใช้งานพื้นฐาน จึงมีประสิทธิภาพที่ต่ำกว่า หากเทียบการการ์ดจอแยก
- เป็นระบบแชร์หน่วยความจำ: อย่างที่ทราบกันดีว่า iGPU หรือการ์ดจอออนบอร์ดนั้นจะแชร์ระบบทุกอย่างจากระบบหลักไป รวมถึง RAM ของตัวเครื่อง ดังนั้นเวลาใช้งานก็จะเสียพื้นที่บนหน่วยความจำไปบางส่วนเช่นกัน
2. การ์ดจอแยก (Discrete Graphics)
การ์ดจอแยก (Discrete Graphics Processing Unit) หรือ dGPU คือ การ์ดแสดงผลภาพที่ถูกผลิตออกมาแยกต่างหาก โดยไม่ได้ร่วมอยู่กับ CPU เหมือนกับ Integrated Graphics แต่การ์ดจอแยกจะมีระบบ (System) เป็นของตัวเอง โดยจะรวมชิปประมวลผล, VRAM, ระบบจัดการพลังงาน รวมไปถึงชุดระบายความร้อนต่าง ๆ เข้าไว้ด้วยกัน และทำงานแยกจาก CPU ได้อย่างชัดเจน
รุ่นดังๆ ในตลาด ก็เช่น NVIDIA GeForce GTX, GeForce RTX, NVIDIA Quadro และ AMD Radeon, AMD Radeon Pro และ Intel ARC Graphics เป็นต้น
ตัวอย่างหน้าตาการ์ดจอแยก
ข้อดีของ Discrete GPU
- ประสิทธิภาพในการประมวลผลสูง: เพราะการ์ดจอแยกถูกออกแบบมาให้ประมวลผลกราฟิก และงานเฉพาะทาง จึงทำให้มีประสิทธิภาพในการทำงานสูงกว่าการ์ดจอออนบอร์ดอย่างชัดเจน
- รองรับการใช้งานที่ยืดหยุ่น: การ์ดจอแยก ไม่ได้ออกแบบมาให้ประมวลผลกราฟิกอย่างเดียวเท่านั้น เนื่องจากมีประสิทธิภาพสูง ปัจจุบันยังรองรับการใช้งานด้านอื่น ๆ อีกด้วย
- รองรับเทคโนโลยีขั้นสูง: ปัจจุบันการ์ดจอแยก รองรับการทำงานอื่น ๆ เช่น ประมวลผล AI หรือใช้งานร่วมกับงานที่ซับซ้อนได้
- ลดภาระการทำงานของ CPU: เนื่องจาก dGPU มีระบบต่างๆ เป็นของตัวเอง ไม่ว่าจะเป็นระบบไฟ, VRAM, ชุดระบายความร้อน ตัวการ์ดจอแยกจึงประมวลผล และทำงานภายในระบบของตัวเองได้ โดยไม่จำเป็นต้องพึ่งประสิทธิภาพจาก CPU มากนัก
- อัพเกรดได้ในอนาคต: สำหรับคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะแล้ว การ์ดจอแยกนั้นไม่ได้ถูกรวม หรือฝังไว้กับเมนบอร์ด จึงทำให้สามารถถอดออกมาเพื่ออัปเกรดเปลี่ยนรุ่นใหม่ได้ตลอด
ข้อเสียของ Discrete GPU
- ใช้พลังงานสูง: แน่นอนว่าการ์ดจอแยกมีประสิทธิภาพในการทำงานสูงมาก แต่ก็ต้องใช้พลังงานไฟฟ้าสูงพอสมควร
- ความร้อนสูง: เพราะการประมวลผลกราฟิกที่มีชุดคำสั่ง และโครงสร้างที่ซับซ้อน จึงทำให้การ์ดจอแยกมีความร้อนที่สูงตามไปด้วย
- ราคาสูง: เนื่องจากถูกออกแบบมาให้รองรับการประมวลผลที่สูงมาก และมีการผลิตที่ซับซ้อน ทำให้การ์ดจอแยกมีราคาสูง ทั้งนี้ก็ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่ใส่มาให้ในแต่ละรุ่นด้วย
GPU มีกี่ยี่ห้อ
ปัจจุบัน Discrete GPU หรือการ์ดจอแยกสำหรับคอมพิวเตอร์นั้น จะมีอยู่ 3 แบรนด์ ได้แก่
NVIDIA
NVIDIA คือ ค่ายที่ผลิตการ์ดจอ GPU รายใหญ่ของโลก ที่ได้รับความนิยมสูง เนื่องจากมีประสิทธิภาพสูง และการทำงานที่สเถียร มีหลายผลิตภัณฑ์ ได้แก่ GeForce GTX, GeForce RTX Series ที่ออกแบบมาสำหรับการเล่นเกมเป็นหลัก และ Quadro, Quadro RTX Series สำหรับกลุ่ม Workstation แบบมืออาชีพที่เน้นสร้างผลงาน หรือโครงสร้าง 3D
นอกจากนี้แล้วยังมีรุ่นที่ออกแบบมาสำหรับงานด้าน AI โดยเฉพาะ อย่าง NVIDIA H100, NVIDIA A100 เป็นต้น
AMD
การ์ดจอค่ายแดงที่เป็นคู่แข่งรายใหญ่ของ NVIDIA และเป็นที่นิยมสำหรับชาวเกมเมอร์ ตัวการ์ดจอมีราคาค่อนข้างดี และมีประสิทธิภาพในการเล่นเกมที่สูง ซึ่งการ์ดจอของ AMD ก็จะมีแบ่งประเภทสำหรับการใช้งานด้วยเช่นกัน
รุ่นที่เห็นบ่อยๆ ประกอบด้วย AMD Radeon Series ที่ออกแบบมาสำหรับการเล่นเกม และ AMD Radeon Pro Series ถูกออกแบบมาสำหรับใช้งานด้านการทำงาน หรือ Workstation นั่นเอง
Intel
การ์ดจอของแบรนด์นี้มีชื่อว่า “ARC” หรือ Intel ARC Graphics เป็นการ์ดจอน้องใหม่ที่กำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้น เนื่องจากมีประสิทธิภาพต่อราคาที่ดี และยังสามารถ เล่นเกม ตัดต่อวิดีโอ รวมถึงงานอื่นๆ ได้ดี เป็นที่น่าประทับใจอีกด้วย พร้อมท้าชนกับรุ่นพี่อย่าง NVIDIA RTX และ AMD Radeon ได้เลย
แต่ด้วยความที่เป็นรุ่นใหม่ อาจจะต้องรอ Intel พัฒนาเรื่องไดรเวอร์ เพื่อให้รองรับกับเกม และซอฟต์แวร์ต่าง ๆ มากขึ้นกว่านี้ แต่โดยรวม Intel เริ่มมาถูกทางแล้ว ทั้งการทำผลิตการ์ดจอแยก และการนำ GPU Arc ไปใส่ใน Processor ของตัวเอง เพื่อเป็นการ์ดจอออนบอร์ด (iGPU) ให้กับ CPU Intel รุ่นใหม่ๆ ประสิทธิภาพที่ได้ถือว่าดีขึ้นจาก iGPU ในสมัยก่อนมาก โดยเฉพาะ CPU ในกลุ่ม Mobile หรือ Laptop เป็นต้น
สรุป GPU คือ อะไร
สรุปแล้ว GPU คือ การ์ดจอ หรือหน่วยประมวลผลกราฟิก มีหน้าที่ในการประมวลผลกราฟิกทุกอย่างเพื่อส่งภาพ และวิดีโอออกไปแสดงผลทางจอภาพ การ์ดจอเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้เนื่องจากคอมพิวเตอร์ยุคปัจจุบัน ตัวระบบปฏิบัติการเอง ก็มี User Interface ที่เป็นกราฟิกทั้งหมดแล้ว ทำให้ GPU เป็นสิ่งสำคัญที่ขาดไม่ได้
GPU ถูกแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ การ์ดจอออนบอร์ด (integrated Graphics) และการ์ดจอแยก (Discrete Graphics) ทั้งคู่มีหน้าที่เดียวกัน แต่การ์ดจอแยกจะมีประสิทธิภาพที่สูงกว่ามาก และสามารถทำงานเฉพาะทางได้เลย เล่นการเล่นเกม หรือทำงานที่ต้องการประสิทธิภาพในการประมวลผลสูงอย่าง งานออกแบบโครงสร้าง 3 มิติ หรือตัดต่อวิดีโอความละเอียดสูงในเครื่อง Workstation แม้แต่การทำงานด้าน AI ระดับสูงก็จำเป็นต้องมีการ์ดจอที่สามารถทงานเฉพาะทางด้วยนั่นเอง
Facebook Inbox : https://goo.gl/9wo8oL
Hotline : 063-819-7299
โทร : 02-713-2261
Line@ : @addinonline
Email : [email protected]
