GPU là gì? Tìm hiểu chi tiết chức năng, ứng dụng của GPU và các loại GPU hiện nay

Khi tìm hiểu về cấu hình và đặc điểm của điện thoại, laptop, chắc chắn bạn sẽ bắt gặp từ GPU nhưng lại chưa hiểu rõ GPU là gì. Để hiểu có thêm thông tin về GPU, hãy theo dõi bài viết dưới đây nhé.

GPU là gì?

GPU là viết tắt của cụm từ Graphics Processing Unit - dịch ra tiếng Việt có thể hiểu đơn giản là Bộ xử lý đồ họa. GPU là một bộ xử lý dành riêng cho các hoạt động xử lý đồ họa hoặc tính toán "dấu phẩy động". Một trong những chức năng chính của GPU là giảm tải cho CPU (Bộ xử lý trung tâm), đặc biệt là khi chạy các ứng dụng đồ họa chuyên sâu như trò chơi độ phân giải cao hoặc ứng dụng đồ họa 3D.

Trong lĩnh vực đồ họa, GPU và CPU là hai linh kiện hoàn toàn khác nhau nhưng giữa chúng lại có mối quan hệ mật thiết. Nếu như GPU chịu trách nhiệm xử lý các yếu tố kết xuất hình ảnh của màn hình điện thoại thì CPU là bộ não của thiết bị, đóng vai trò xử lý tất cả các phép tính và logic nặng nề phía sau màn hình. Cả hai thành phần này đều có ảnh hưởng đáng kể đến khả năng hoạt động của tổng thể thiết bị. 

Kiến trúc của GPU không khác quá nhiều so với CPU, tuy nhiên, cấu trúc của nó được tối ưu hóa hơn nhiều để hướng tới việc tính toán hiệu quả thông tin đồ họa. Do đó, nếu bạn yêu cầu GPU thực hiện một điều gì khác ngoài các tác vụ đồ họa, nó đột nhiên sẽ trở nên kém hiệu quả và chậm chạp hơn so với công cụ được tinh chỉnh.

Việc xử lý đồ họa trong game và các phần mềm thiết kế là điều mà CPU không làm được. Do đó, sự xuất hiện của GPU đã giúp cải thiện những khó khăn này. Nhờ vậy, người dùng có thể chơi game mượt mà và làm công việc đồ họa dễ dàng. 

Đồ họa tích hợp trên smartphone được gọi là Hệ thống trên chip (SoC) với bộ nhớ được sử dụng là bộ nhớ hệ thống và GPU được tích hợp vào bộ vi xử lý. Mỗi hãng smartphone sẽ sử dụng loại GPU khác nhau. Trong khi Apple đã bắt đầu sản xuất chip GPU riêng của họ và sử dụng cho các dòng từ iPhone 8 trở lên thì Samsung lại sử dụng GPU của ARM cho các dòng chạy chip Exynos. Một số hãng khác như Xiaomi, Google, Sony đa số vẫn “trung thành” và sử dụng GPU Adreno đến từ nhà sản xuất Qualcomm.

GPU hoạt động như thế nào?

Không giống như bộ xử lý trung tâm CPU với một vài lõi chạy ở tốc độ cao, GPU có nhiều lõi xử lý chạy ở tốc độ thấp. Các lõi này về cơ bản tập trung vào hai chức năng là xử lý các đỉnh và điểm ảnh.

Xử lý đỉnh chủ yếu xoay quanh ý tưởng về hệ tọa độ. GPU xử lý các phép tính hình học để tái tạo không gian đa chiều trên màn hình của bạn. Quá trình xử lý điểm ảnh của GPU là làm hiển thị các lớp khác nhau và áp dụng những hiệu ứng cần thiết để tạo ra các kết cấu phức tạp nhằm mang tới chất lượng đồ họa chân thực nhất có thể.

GPU có chức năng gì?

GPU và CPU tuy là hai thành phần khác nhau nhưng lại có sự tương trợ lẫn nhau để hoàn thành nhiệm vụ. Dưới đây là những chức năng chính của GPU:

• Giảm tải lượng công việc cho CPU giúp người dùng rút ngắn tối đa thời gian hoàn thành công việc, nhiệm vụ.
• Công nghệ render kết hợp GPU đã đem lại chất lượng hình ảnh đồ họa sắc nét. Điều này giúp GPU có khả năng nâng cao quá trình xử lý video và hình ảnh. Một số phần mềm được GPU hỗ trợ có thể kể đến như: Adobe Premiere, Camtasia, After Effects,... 
• GPU cũng là một thành phần hữu ích khi vận hành các tựa game 3D đem đến trải nghiệm chơi game mượt mà. 
• GPU có khả năng chia ra những lõi con để xử lý hình ảnh trong vùng tam giác, kể cả những mặt phẳng phức tạp của vật thể cũng có thể được xử lý nhanh gọn. Đây là điều mà CPU không làm được. 

CPU và GPU khác nhau ở điểm nào?

Nhiều người không phân biệt được sự khác nhau giữa GPU và CPU. Nếu bạn cũng vậy, hãy theo dõi thông tin này nhé.

Xét về chức năng, nhiệm vụ

Nhiệm vụ chính của GPU là xử lý dữ liệu và tác vụ liên quan đến đồ họa. Sự phát triển của công nghệ giúp cho GPU ngày càng được nâng cấp với khả năng ưu việt hơn. So với các con chip khác thì GPU có thể xử lý các ứng dụng tốt hơn.

Trong khi đó, CPU là được xem là bộ phận xử lý trung tâm, là đầu não quan trọng giúp phân tích và xử lý dữ liệu máy tính. 

Về khả năng xử lý dữ liệu

GPU cũng được sử dụng để xử lý các nguồn thông tin song song - điều mà kỹ thuật xử lý hình ảnh đang cần đến. Có tới hơn 80% linh kiện bán dẫn của GPU được dùng cho việc tính toán dữ liệu. 

Trong khi đó, CPU lại hữu ích trong việc tiếp nhận và điều khiển các mảng thông tin khác nhau. Xét về mảng này thì GPU chỉ là một phần hỗ trợ cho CPU chứ không thể thay thế cho CPU được. 

GPU có những loại nào?

Trên thị trường hiện nay có 2 loại GPU là GPU tích hợp và GPU rời. Đặc điểm mỗi loại như sau:

GPU tích hợp

GPU tích hợp được ưa chuộng hơn và bạn có thể tìm thấy nó trên nhiều sản phẩm. Loại GPU này được nhúng vào CPU để cùng nhau làm nhiệm vụ thay vì tách thành card đồ họa riêng. Sự kết hợp này giúp giảm tiêu hao năng lượng và tối ưu chi phí. Ngoài ra, GPU được tích hợp trong CPU cũng giúp hệ thống vận hành đơn giản hơn, kích thước và trọng lượng thiết bị gọn nhẹ hơn.

GPU tích hợp còn kết hợp với RAM nhằm tăng cường sức mạnh sức lý, đẩy nhanh tốc độ xử lý các vấn đề về hình ảnh. 

GPU rời

GPU rời là con chip hoạt động riêng biệt với CPU. Nó được gắn trong khe cắm PCI Express. Mặc dù GPU tích hợp có thể hoạt động tốt trên nhiều máy tính nhưng với những phần mềm có nguồn tài nguyên lớn thì GPU rời lại là lựa chọn phù hợp hơn để xử lý công việc, nhất là với tác vụ gaming nặng hoặc các phần mềm thiết kế chuyên nghiệp. 

Hoạt động của GPU rời có thể làm tiêu hao nhiều năng lượng và tạo nhiều nhiệt hơn nên những thiết bị sở hữu loại GPU này thường yêu cầu hệ thống làm mát, tản nhiệt tốt hơn.

Vai trò của GPU trên smartphone, laptop

GPU là gì và GPU có những loại nào thì đã có câu trả lời. Vậy GPU có chức năng và vai trò gì? 

GPU là thành phần có vai trò quan trọng trên các thiết bị như điện thoại, máy tính để bàn, laptop,... Có nó thì các tựa game sẽ được vận hành tốt hơn, tốc độ phân giải và khung hình cũng cao hơn. Tất cả điều này nhằm đem đến trải nghiệm chiến game mượt mà, đỉnh cao hơn.

Chưa hết, GPU còn chịu trách nhiệm xử lý hiệu ứng và phần mềm của trò chơi 3D. Điều này đồng nghĩa rằng hình ảnh và chuyển động game sẽ được tái hiện chân thực, sống động kèm theo nhiều hiệu ứng mãn nhãn và xuất sắc, hiện tượng giật xé hình sẽ được giảm thiểu đáng kể.

Ứng dụng của GPU là gì?

Nhiều người cho rằng GPU chỉ được ứng dụng trong điện thoại và laptop để xử lý hình ảnh game và mảng đồ họa thiết kế. Tuy nhiên trong thực tế thì GPU vẫn có những ứng dụng khác. Cụ thể như sau:

Ứng dụng của GPU trong game

Như đã nói ở trên, một trong những chức năng to lớn nhất của GPU là xử lý hình ảnh và chuyển động game. Việc sử dụng GPU sẽ giúp đồ họa trong game mượt mà, sống động và sắc nét hơn. Nhất là với những tựa game nặng, game chuyên nghiệp yêu cầu phần cứng cao như Lol, PUBG hay Call of Duty thì tầm quan trọng của GPU càng được khẳng định. 

Ứng dụng của GPU trong đồ họa hình ảnh và video

Ngoài game thì những tác vụ liên quan đến đồ họa, thiết kế, chỉnh sửa ảnh, biên tập video cũng rất cần đến GPU mạnh mẽ. Đó là lý do vì sao mà những editor hay designer thường tìm kiếm chiếc laptop được trang bị GPU rời vì nó có khả năng xử lý tốt hơn GPU tích hợp. GPU sẽ tiếp nhận và xử lý thông tin, nhất là trong quá trình làm video chất lượng cao 2K, 4K. Quá trình xử lý và tạo hiệu ứng cho video sẽ được hoàn thành nhanh chóng, ít bị giật lag.  

Ứng dụng của GPU trong khoa học, y khoa

Ứng dụng của GPU trong khoa học và y khoa có lẽ là điều mà nhiều người chưa biết tới. Cụ thể, GPU có thể được ứng dụng trong lĩnh vực điện tử, y khoa, nghiên cứu khoa học, mô hình tài chính, thăm dò dầu khí,... Việc tận dụng triệt để GPU sẽ tạo ra những kỹ thuật tiên tiến mới, có thể thay thế hoạt động của con người trong một số việc.

Một số tiêu chí quan trọng khi lựa chọn GPU cho laptop 

GPU là một phần quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của laptop và tới hiệu suất làm việc của người dùng, nhất là những người làm công việc thiết kế đồ họa hoặc với game thủ. Do đó, việc lựa chọn loại GPU phù hợp cho laptop cũng là điều mà nhiều người quan tâm. 

Nếu bạn chưa biết cách chọn GPU cho laptop thì có thể tham khảo một số kinh nghiệm dưới đây:

Bo mạch chủ có khe cắm PCI-e x16: Để GPU có thể hoạt động tốt nhất thì tiêu chí đầu tiên cần đảm bảo là bo mạch chủ cần có khe cắm PCI-e x16 bởi hầu hết các nhà sản xuất đều thiết kế GPU với đầu nối loại PCI-e x16. 

Chiều dài của GPU: Bạn cần kiểm tra và lựa chọn loại GPU có kích thước phù hợp với trường máy tính.

Mức nguồn mà GPU hỗ trợ: GPU cần đảm bảo nguồn điện kết nối tương thích với máy tính. Ở đây sẽ có 3 trường hợp:

• GPU ở mức thấp: Nên chọn nguồn máy tính từ 300W – 400W. 
• GPU tầm trung: Nên chọn nguồn máy tính từ 400W – 500W. 
• Với GPU của 2 “ông lớn” AMD và NVIDIA: Nên chọn nguồn máy tính từ 700W trở lên.

Một số thương hiệu GPU nổi tiếng

GPU là một thành phần quan trọng nên thị trường sản xuất GPU được xem là “miếng bánh béo bở” mà nhiều thương hiệu muốn dành phần. Dưới đây là một số cái tên nổi bật nhất:

GPU NVIDIA

NVIDIA là tập đoàn công nghệ chuyên sản xuất các bộ xử lý đồ họa (GPU) được thành lập năm 1993, trụ sở tại Santa Clara, California, Hoa Kỳ. Hiện nay, NVIDIA là một trong những nhà sản xuất card đồ họa cho laptop hàng đầu thế giới. Các sản phẩm của hãng được trang bị trên hầu hết các dòng laptop, từ dòng phổ thông đến những máy có cấu hình cao.

GPU Adreno

GPU Adreno là sản phẩm của công ty chất bán dẫn Qualcomm (Mỹ). GPU của Qualcomm chủ yếu được sử dụng trong CPU Snapdragon. Trước đây, khi còn còn thuộc sở hữu của thương hiệu ATI Technologies, Adreno có tên gọi là Imageon. Sau đó, Adreno đã được AMD mua lại và bán cho Qualcomm. 

GPU Mali

GPU Mali được sản xuất bởi ARM Holdings, đây là hãng thiết kế vi xử lý được thành lập vào năm 1990, có trụ sở chính đặt tại Anh. GPU Mali xuất hiện trên rất nhiều sản phẩm như các dòng chipset Exynos hay MediaTek,... nhờ tính ưu việt là ít tiêu thụ điện năng, giảm hao phí năng lượng.

GPU AMD

AMD là thương hiệu chip máy tính lớn hàng đầu thế giới chuyên sản xuất card đồ họa rời và các linh kiện điện tử khác. Ngoài CPU là sản phẩm chủ chốt thì AMD cũng gây tiếng vang với chip GPU rời và GPU tích hợp trên chính CPU của hãng.

Tạm kết

Trên đây là toàn bộ chia sẻ của FPT Shop giúp bạn hiểu GPU là gì, phân loại GPU, chức năng GPU cũng như ứng dụng của GPU trong đời sống, khoa học. Hy vọng những thông tin này đem đến kiến thức bổ ích cho bạn.

Xem thêm: 

• GPU không chạy hết công suất: Nguyên nhân và cách xử lý
• So sánh CPU và GPU: Khác biệt là gì và cái nào quan trọng hơn?

Bất kể bạn đang tìm kiếm card đồ họa rời hay những mẫu laptop được trang bị sẵn GPU tích hợp, GPU rời thì FPT Shop đều có thể đáp ứng bạn.

Xem thêm những mẫu laptop gaming mạnh mẽ tại đây:

• Laptop gaming