그래픽 카드는 무엇이며 어떤 역할을 하는 기기인지를 설명하시오

컴퓨터 그래픽은 모든 최신 컴퓨터 시스템, 심지어 가벼운 노트북에서도 필수적인 부분입니다. 그러나 GPU는 무엇입니까? 이해하자

게임용 컴퓨터나 게임용 노트북을 구입할 때 최대 그래픽 기능으로 최고의 게임을 실행할 수 있기를 원할 것입니다. 당신은 최고의 게임과 최고의 해상도, 게임을 최대한 활용하기 위해 할 수 있는 모든 것을 원합니다. 그러기 위해서는 좋은 마더보드, 좋은 프로세서, 좋은 GPU가 필요합니다. GPU는 그래픽 처리 장치(중앙 처리 장치)의 약자이며 화면에 표시되는 이미지를 담당하는 PC의 일부입니다.

간단히 말해서: 그것은 당신의 그래픽 카드입니다!

웹 브라우징이나 사무용 소프트웨어 및 데스크탑 응용 프로그램 사용과 같은 기본적인 용도로만 컴퓨터를 사용한다면 GPU가 무엇인지에 대해 더 이상 알아야 할 것이 없습니다. 모니터에 표시되는 내용을 담당하는 PC의 일부입니다. 이를 화면에 투사하기 위해 그래픽 카드가 필요하지 않습니다.

그러나 게이머나 3D 렌더링, 비디오 인코딩 등과 같이 GPU로 가속화할 수 있는 작업을 하는 사람에게는 GPU가 훨씬 더 많은 작업을 수행합니다. 이 사람들은 GPU에서 더 많은 것을 얻어야 합니다. 그러나 작동 방식과 기능을 더 잘 이해하기 위해 그래픽이 점점 더 발전하는 현대 게임에 점점 더 필수적인 이 기술을 살펴보겠습니다.

GPU 란 무엇입니까?

중앙 처리 장치(CPU 또는 프로세서)를 컴퓨터의 "실리콘 두뇌의 논리적 사고 부분"으로 생각한다면 그래픽 처리 장치(GPU 또는 비디오 카드)는 창의적인 측면으로 그래픽 사용자 인터페이스를 변환하는 데 도움이 됩니다. Matrix 코드와 유사한 흑백 라인이 아닌 시각적으로 매력적인 아이콘과 디자인을 사용합니다.

많은 CPU가 Windows가 연결된 화면에 표시될 수 있도록 일종의 통합 GPU와 함께 제공되지만 비디오 렌더링 및 CAD(Computer-Aided Design)와 같은 보다 집약적인 그래픽 기반 작업에는 종종 전용 GPU가 필요합니다. 또는 대부분 그래픽 카드 형태의 개별 GPU.

후자의 경우 Nvidia와 AMD가 전용 하드웨어의 상위 XNUMX개 제조업체인 반면 Intel의 자체 Iris Plus 및 UHD 통합 GPU는 전용 그래픽이 없는 랩톱에서 많은 가벼운 작업으로 스스로를 제한하는 경향이 있습니다. 모바일 측면에서 Qualcomm 및 MediaTek과 같은 회사는 모바일 장치용 경량 GPU를 제공하지만 GPU가 CPU 및 기타 핵심 모바일 칩셋 구성 요소와 동일한 칩에 있는 SoC(System-on-a-Chip) 설계로 제공되는 경우가 많습니다. .

GPU를 PC 게임이나 비디오 작업에 관심이 있는 사람들만 관심을 갖는 것으로 생각하기 쉬울 수 있지만 GPU는 단순히 예쁜 그래픽 그 이상을 제공합니다.

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그래픽 카드의 구성 요소

다음은 그래픽 카드의 가장 중요한 구성 요소입니다.

GPU(그래픽 처리 장치)

일반적으로 GPU로 알려진 그래픽 처리 장치는 그래픽 카드의 핵심입니다. 모든 그래픽 처리가 이루어지는 그래픽 카드의 주요 구성 요소입니다. 2~16개의 코어만 있는 CPU와 달리 GPU 프로세서는 복잡한 그래픽 작업을 수행하기 위해 병렬로 작동하는 수백 또는 수천 개의 작은 코어 또는 장치로 구성됩니다. 

기억

메모리는 모든 복잡한 텍스처와 기타 그래픽 정보가 저장되는 곳입니다. GPU는 메모리에서 텍스처를 가져와 처리하고 RAM으로 다시 보낸 다음 RAMDAC으로 보낸 다음 LCD 화면이나 모니터로 보냅니다. RAMDAC은 이미지를 아날로그 신호로 변환하고 비디오 케이블을 통해 모니터나 LCD 화면으로 보내는 디지털-아날로그 랜덤 액세스 메모리 변환기입니다.

내부 인터페이스

내부 인터페이스는 그래픽 카드를 마더보드에 연결하는 인터페이스입니다. 구형 비디오 카드는 AGP(Accelerated Graphics Port) 인터페이스를 사용하여 마더보드에 연결하지만 지금은 훨씬 빠르고 효율적인 PCI Express 2.0 x16 인터페이스로 대체되었습니다. 마더보드에도 PCI Express x16 슬롯이 있어야 합니다. 그렇지 않으면 카드를 사용할 수 없습니다. 일부 마더보드에는 16개의 PCI Express xXNUMX 슬롯이 나란히 있으므로 SLI 또는 Crossfire 모드로 연결된 비디오 카드를 사용하여 성능을 높일 수 있습니다.

방열판 및 팬

방열판과 팬은 GPU 및 RAM(일부 카드의 경우) 온도를 낮추는 데 사용되는 그래픽 카드의 냉각 부분을 형성합니다. 방열판은 구리 또는 알루미늄으로 만들어진 수동 냉각 장치이며 주요 목적은 GPU에서 열을 빼앗아 주변으로 발산하는 것입니다. 팬은 방열판에 공기를 불어넣어 방열판을 더 빨리 냉각시켜 구성 요소의 열을 빠르게 발산시키는 능동 냉각 장치입니다.

DVI / HDMI / VGA 포트

그래픽 카드의 외부 인터페이스를 형성합니다. 적절한 케이블을 통해 모니터 또는 LCD 화면을 그래픽 카드에 연결하는 데 사용됩니다. 저가형 비디오 카드에는 VGA 및 DVI(디지털 비디오 인터페이스) 포트만 있고 고급형 비디오 카드에는 DVI 및 HDMI(고화질 멀티미디어 인터페이스) 포트가 있습니다. DVI와 HDMI는 모두 디지털 인터페이스이지만 HDMI에서는 오디오 또는 사운드 신호를 통해 전송할 수 있습니다.

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GPU가 하는 일

GPU가 무엇이고 GPU가 하는 일을 이해하는 가장 쉬운 방법은 비디오 게임에 대해 이야기하는 것입니다. 게임에서 우리는 사람, 풍경 또는 3D 개체의 이해할 수 없을 정도로 상세한 모델의 컴퓨터 생성 이미지를 볼 수 있습니다. 우리가 보고 있는 것이 무엇이든 모두 그래픽 처리 장치 덕분입니다.

비디오 게임은 화면에 이미지를 표시하기 위해 동시에 많은 수학적 계산이 필요한 복잡한 장치입니다. GPU는 이미지의 지오메트리, 색상, 음영 및 질감을 포함한 그래픽 정보를 처리하도록 설계되었습니다. RAM 메모리는 또한 GPU에 도착하는 많은 양의 정보와 화면으로 가는 프레임 버퍼로 알려진 비디오 데이터를 처리하는 데 특화되어 있습니다.

GPU는 CPU 화면에 이미지를 그리기 위한 모든 명령을 받은 다음 실행합니다. 명령에서 완성된 이미지로 이동하는 이 프로세스를 렌더링 또는 그래픽 파이프라인이라고 합니다. 3D 그래픽 생성을 시작하는 기본 단위는 다각형입니다. 더 구체적으로, 삼각형. 일반적인 비디오 게임에서 볼 수 있는 거의 모든 것은 거대한 삼각형 모음으로 시작됩니다. 다른 모양이 사용될 수도 있지만 대부분은 삼각형입니다.

다른 선과 점과 함께 이러한 기본 모양을 "원시체"라고 합니다. 그들은 테이블, 나무 또는 지팡이를 들고 있는 마법사와 같은 인식할 수 있는 개체를 만들기 위해 만들어졌습니다. 개체에 더 많은 폴리곤을 사용할수록 완성된 이미지가 더 상세해질 수 있습니다. 다각형이 거의 없는 그림의 예로 위의 클립을 참조하십시오.

각 개체에는 장면에서 정의할 고유한 좌표 집합이 있습니다. 예를 들어 사람이 식당을 디자인하고 있다면 테이블과 의자가 있어야 하는 위치 또는 이러한 물체가 벽에 얼마나 가까이 있어야 하는지에 대한 우리 자신의 "판단"을 사용합니다. 우리의 마음, 창조적인 부분 또는 "GPU"가 이 모든 것을 정의하고 우리의 "하드웨어"(이 경우 어머니와 연필)의 처리 능력을 통해 종이 또는 "스크린"으로 보냈습니다.

컴퓨터는 (아직) 이러한 "판단" 호출을 스스로 할 수 없으며 올바른 위치에 테이블과 의자를 배치하기 위해 올바른 좌표가 필요합니다. 장면이 정의되면 GPU는 "카메라"가 장면을 보고 있는 위치를 기반으로 관점을 파악하기 시작합니다. 예를 들어, 거리 전투는 캐릭터가 주차된 버스 위에 서서 은밀한 시선을 훔치는 대신 혼돈을 응시하고 뒤집힌 택시 뒤에 웅크리고 있는 경우 매우 다르게 보일 것입니다. 다시 말하지만 시야각을 파악하기 위해 많은 수학이 필요합니다.

조금 더 다듬으면 이미지에 모든 것에 생기를 불어넣는 질감, 그림자, 색상 및 그림자가 생깁니다. 이 모든 그래픽 처리는 매우 빠른 속도로 이루어지므로 많은 계산이 필요하기 때문에 애초에 별도의 처리 장치가 필요합니다. 예를 들어 비디오 게임에서 이 과정에서 문제가 발생하면 갑자기 공중에 있는 물체가 보입니다.

GPU는 병렬로 발생하는 많은 수학적 계산을 필요로 하는 이 그래픽 처리를 수행하기 위해 특별히 제작되었으며 CPU에서 이 "의무"를 제거하고 더 많은 일이 동시에 발생하도록 합니다. CPU가 컴퓨터에서 새롭고 다양한 작업을 수행하여 다른 많은 것을 계산하는 동안 GPU는 특히 게임의 그래픽 부분과 3D 개체 및 비디오 처리를 처리합니다.

기술적으로 그래픽용 CPU에 의존할 수는 있지만 효율적이지 않고 최종 결과가 시각적으로 인상적이지 않을 것입니다. CPU는 대부분의 게임을 자체적으로 처리할 수 있는 리소스가 없으며 이미 백그라운드에서 운영 체제, 기타 프로그램 및 프로세스를 실행하고 있습니다. 또한 물리 계산, AI 작업 및 기타 작업으로 게임을 실행하는 데 도움이 됩니다.

(계산과 병렬 연산에 더 집중하는 이유는 비트코인 ​​채굴자들이 암호화폐 코인 채굴에 필요한 수학을 생성하기 위해 GPU로 가득 찬 플랫폼으로 눈을 돌린 이유입니다. 반면에 CPU는 이에 특화되어 있지 않고 더 일반적으로 사용됩니다. )

GPU는 일반적으로 고급 비디오 게임의 사실적인 그래픽과 연관되는 경향이 있지만 다른 산업에서도 GPU를 사용합니다.

예를 들어, AutoCAD와 같은 비즈니스 응용 프로그램에서 GPU는 3D 모델을 렌더링하는 이점을 제공합니다. 이러한 유형의 소프트웨어는 매우 짧은 시간에 지속적인 변경이 필요하므로 모델이 렌더링되는 PC에서 편집 프로세스를 지원할 수 있어야 합니다. 이 예에서 GPU는 3D 모델의 렌더링을 용이하게 합니다.

또한 GPU의 또 다른 인기 있는 용도는 비디오 편집입니다. 이것은 360° 또는 4K 비디오와 같은 대용량 고해상도 파일로 작업할 때 매우 중요합니다. 대부분의 표준 GPU에 대해 이러한 유형의 파일을 편집하는 것은 때때로 문제가 될 수 있습니다. 이것이 바로 고급 GPU가 합리적인 속도로 비디오 파일을 트랜스코딩하는 기능 덕분에 매우 유용한 이유입니다.

또한 GPU는 신경망을 만들고 기계 학습 기능을 처리할 때 매우 유용합니다. 이것은 프로세스에 관련된 많은 양의 데이터로 인해 CPU에 압도적일 수 있는 또 다른 작업입니다.

레이 트레이싱이란 무엇입니까?

광선 추적은 믿을 수 없을 정도로 사실적인 조명 효과를 생성할 수 있는 렌더링 기술입니다. 기본적으로 알고리즘은 빛의 경로를 추적한 다음 빛이 컴퓨터 생성 세계에서 궁극적으로 부딪히는 가상 객체와 상호 작용하는 방식을 시뮬레이션할 수 있습니다. 우리는 게임 내 조명 효과가 수년에 걸쳐 점점 더 현실적이 되는 것을 보아왔지만 광선 추적의 이점은 조명 자체보다는 조명이 세상과 상호 작용하는 방식에 관한 것입니다. 

광선 추적을 사용하면 반투명도 및 산란을 크게 개선하면서 극적으로 사실적인 그림자와 반사를 구현할 수 있습니다. 알고리즘은 빛이 닿는 위치를 고려하고 예를 들어 인간의 눈이 실제 빛, 그림자 및 반사를 처리하는 것과 거의 동일한 방식으로 상호 작용 및 상호 작용을 계산합니다. 빛이 세상의 물체를 비추는 방식도 보는 색상에 영향을 줍니다. 

사용 가능한 컴퓨팅 성능이 충분하면 실제와 거의 구별할 수 없을 정도로 매우 사실적인 CG 이미지를 생성할 수 있습니다. 하지만 그것이 문제입니다. 최신 게임 콘솔은 고사하고 잘 갖추어진 게임용 PC라도 작업할 수 있는 GPU의 양이 제한되어 있습니다.

가장 큰 GPU 회사는 누구입니까?

엔비디아

Nvidia는 1993년에 설립된 캘리포니아에 기반을 둔 북미 기술 회사로 게임 및 전문 시장용 GPU와 모바일 컴퓨팅 및 자동차 시장용 SoC(System-on-a-Chip)를 설계합니다. 주요 GPU 라인업은 AMD Radeon의 직접적인 경쟁자인 GeForce입니다.

더 잘 알려진 GPU에는 GeForce RTX 3080, Nvidia Titan V 및 Nvidia RTX A6000이 있습니다. 현재 비트코인 ​​마이닝 카드에 대한 높은 수요로 인해 전 세계적으로 그래픽 카드가 부족하기 때문에 GPU 중 하나, 특히 GeForce RTX 3070 카드를 손에 넣는 것이 까다로울 수 있습니다.

2021년 XNUMX월, Nvidia는 영국에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터라고 주장하는 것을 활성화했습니다. 캠브리지-1, 여러 NVIDIA A100 Tensor Core GPU가 포함되어 있습니다.

AMD

AMD라고도 알려진 Advanced Micro Devices는 1969년에 설립되었으며 캘리포니아에 본사를 둔 또 다른 미국 기술 회사입니다. 상업 및 소비자 시장을 위한 컴퓨터 프로세서 및 기타 제품을 개발합니다. 2008년 해당 부서를 분할하기 전에 원래 반도체를 만들었고, 그 후 GlobalFoundries에 합병되었습니다.

AMD의 주요 제품에는 마더보드 칩셋, 마이크로프로세서, 그래픽 프로세서 및 통합 프로세서가 포함됩니다. 일부 제품에는 AMD Radeon 그래픽 시리즈와 Ryzen 프로세서 라인이 포함됩니다.

5000월에 회사는 얇고 가벼운 비즈니스 노트북을 위한 Ryzen 7 Pro 시리즈 모바일 프로세서를 출시할 것이라고 발표했습니다. 이것은 Ryzen 5850 Pro 5U, Ryzen 5650 Pro 3U 및 Ryzen 5450 5850U의 세 가지 칩으로 구성됩니다. 16은 20코어 1,9스레드 설계, 4,4MB 캐시, 각각 XNUMXGHz 및 XNUMXGHz의 기본 및 부스트 클럭 주파수를 특징으로 하는 세 제품 중 가장 높은 사양입니다. AMD는 이 칩이 얇고 가벼운 노트북용으로 설계된 유일한 고성능 XNUMX코어 프로세서라고 말했습니다.

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전용 및 통합 GPU

최신 PC에 사용할 수 있는 GPU에는 두 가지 주요 유형이 있습니다. 통합 e 전용. 그래픽 카드는 일반적으로 XNUMX개, XNUMX개 또는 때로는 XNUMX개의 팬이 있는 데스크탑 PC용 크고 부피가 큰 플러그인 구성 요소입니다. 이 카드에는 실제 그래픽 프로세서 칩과 비디오 게임과 같은 더 높은 그래픽 부하를 처리하기 위한 RAM 메모리가 포함되어 있습니다. 팬은 구성 요소를 냉각 상태로 유지합니다. 간단히 말해서: 마치 컴퓨터 안에 컴퓨터가 있는 것과 같습니다.

데스크탑 그래픽 카드는 업그레이드하기 가장 쉬운 구성 요소 중 하나입니다(원할 때마다 구입할 돈이 있는 경우). PCIe x16 슬롯에 카드를 놓고 전원 공급 장치에 케이블을 연결하고(필요한 경우) 드라이버를 설치하기만 하면 됩니다.

노트북에도 전용 GPU가 있을 수 있지만 큰 보드 대신 전용 노트북 GPU는 마더보드에 납땜된 칩일 뿐입니다. 데스크탑과 달리 업데이트가 쉽지 않습니다. 일반적으로 더 비싼 게임용 컴퓨터에만 그래픽 카드나 기타 구성 요소를 업그레이드할 수 있는 옵션이 있습니다.

그런 다음 프로세서에 내장된 통합 그래픽 칩이 있습니다. 모든 CPU에 이 기능이 있는 것은 아닙니다. 예를 들어 AMD의 데스크톱 Ryzen CPU는 온보드 그래픽이 없는 것으로 유명합니다. 그러나 이 회사는 APU(가속 처리 장치)라고 하는 통합 그래픽이 있는 데스크탑 프로세서를 만듭니다. "F"로 끝나는 모델 번호가 있는 Intel 데스크탑 코어 칩에는 "X"로 끝나는 모델 번호가 있는 Core X-시리즈 CPU와 마찬가지로 그래픽이 없습니다. 이 프로세서에는 GPU가 없기 때문에 더 저렴한 가격에 판매됩니다.

그래픽이 없는 프로세서는 데스크탑에만 해당됩니다. 다시 말하지만 노트북은 패키지로 판매되므로 전용 GPU나 프로세서에 내장된 통합 그래픽 카드가 필요합니다.

통합 그래픽이 있는 최신 프로세서는 놀라울 정도로 강력할 수 있습니다. 일부는 그래픽 설정이 줄어들 때 합리적인 프레임 속도로 일부 오래된 AAA 타이틀을 실행할 수 있습니다. 즉, 게임을 할 수는 있지만 그래픽 품질이 높음이나 울트라에서는 불가능하지만 안심하고 게임을 즐길 수 있습니다.

이 모델은 여전히 ​​꿈에 그리던 그래픽 카드를 살 여유가 없는 사람들을 위한 경제적인 선택입니다. 그러나 진지한 작업을 하고자 하는 사람은 GPU가 무엇인지, 결과적으로 별도의 GPU가 무엇인지 알아야 합니다.

어떤 GPU가 필요합니까?

이제 GPU가 무엇인지, 무엇을 하는지, 그리고 존재하는 다양한 유형에 대한 기본 사항을 알게 되었습니다. 그렇다면 어떤 것이 필요한지 어떻게 알 수 있습니까? 데스크탑에서 게임을 하고 있다면 그래픽 카드가 필요하며, 최고의 선택을 하는 데 도움이 되는 다양한 리뷰가 있습니다. 일반적으로 적절한 그래픽 카드 1080p, 1440p 또는 4K와 같은 모니터 해상도.

게임 기능은 지속적으로 발전하고 있으며 새로운 하드웨어가 필요합니다. 이것은 비디오 카드가 다른 구성 요소보다 더 빨리 쓸모 없게 되는 경향이 있음을 의미합니다. 데스크탑 소유자는 지난 XNUMX~XNUMX년 동안 출시된 제품을 구입해야 합니다. 노트북에서 게임을 하려면 매우 조심해야 합니다. 많은 게임용 노트북에는 최대 XNUMX세대 전용 GPU가 있으며 비용은 최신 GPU가 장착된 노트북과 비슷합니다.

매니아를 위한 영상 편집에 치중한다면 강력한 CPU가 더 중요하지만 전용 그래픽 카드(몇 세대가 지났더라도)도 필요합니다. 다른 모든 사람들에게는 통합 그래픽으로 충분합니다. 비디오 스트리밍, 기본적인 웹 게임 또는 기본적인 사진 편집을 위해 그래픽 카드가 필요하지 않습니다. CPU에 실제로 통합 GPU가 있는지 확인하십시오. 그렇지 않으면 새 데스크탑을 부팅하려고 할 때 실망스러운 놀라움에 빠질 수 있습니다.

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