جمعه 22 آذر 1398
بازدید امروز : 5098 نفر
موتور جستجوی سایت نیازمندیهای دانشجویی موتور جستجوی پیشرفته مقالات و تحقیقات و ...
تلگرام سایت تحقیق
سفارش پیشینه پژوهش سفارش از طریق تلگرام یا واتس آپ
تحویل در محیط ورد : word
عنوان :

nvidia پردازشگر گرافیکی و gpu

عنوان سفارش :
nvidia پردازشگر گرافیکی و gpu
تعداد صفحه :
15
قیمت :
2000 تومان

  • مقدمه
  • زمانی که کارت‌های گرافیکی دوبعدی در PCها مورد‌استفاده بودند، یک کاربر برای دستیابی به شتاب گرافیکی سه‌بعدی (3D Acceleration) باید از یک کارت ویژه در کنار کارت‌های رایج دوبعدی استفاده‌می‌کرد. با رایج شدن قابلیت‌های گرافیک سه‌بعدی، کارت‌های گرافیک، با دو قابلیت همزمان دوبعدی/ سه‌بعدی، جایگزین کارت‌های گرافیکی سه‌بعدی شدند. این کارت‌های ترکیبی 2D/3D، تابع‌های استاندارد 2D را با قابلیت‌های شتاب 3D در یک کارت تلفیق می‌نمایند و راهبرد موثرتری را برای دستیابی دوستداران بازی‌های کامپیوتری به بازی‌های بهتر فراهم می‌کنند. تقریبا همه کارت‌های گرافیکی امروزی دارای نوعی شتاب‌دهنده سه‌بعدی ویژه هستند. ولی کارایی آن‌ها بسته به نوعشان بسیار متفاوت است. GPU یا پردازنده گرافیکی تراشه‌ای است که تقریباً همه کار شتاب‌دهندگی گرافیکی سه‌بعدی را در کارت‌های مدرن امروزی انجام می‌دهد. علت این‌که به بخشی از پردازش‌های گرافیکی "شتاب نرم‌افزاری"‌یا "شتاب سخت‌افزاری" گفته می‌شود، این است که این دستورها، فیلترها و افکت‌های خاص که به برخی از آن‌ها در این مقاله اشاره خواهد شد، کار ترسیم، ایجاد بافت و افزودن جلوه‌های ویژه را با سرعت بسیار بیشتری نسبت به روش‌های گذشته انجام می‌دهند.

    nVidia و پیدایش GPU

    nVidia در روزسی و یکم آگوست سال 1999،GPU را به صنعت کامپیوترهای شخصی معرفی نمود. GPU، پردازنده‌ای است با مجموعه‌ای از موتورهای رندرکننده، تبدیل و نوردهی (T&L)، تنظیم‌کننده و برش‌دهنده چندضلعی که قادر است در هر ثانیه دست‌کم ده میلیون چند ضلعی را مورد پردازش قرار دهد. با انجام دادن کار Transform &Lighting) T&L) بخش بزرگی از کار CPU به GPU واگذار می‌شود و از بار پردازشیCPU کم می‌شود و CPU می‌تواند داده‌های دیگری را مورد پردازش قرار دهد. از این‌رو سیستم‌هایی که از GPU در بوردهای گرافیکی خود استفاده می‌کنند، نسبت به سیستم‌های دیگر از کارایی بسیار بیشتری برخوردارند. یکی از عللی که باعث می‌شود GPU سریع‌تر از CPU پردازش‌های گرافیکی را انجام دهد، تک منظوره بودن است.

    CPU برای اجرای یک بازی، باید همه داده‌ها و امکانات بازی را مورد پردازش قرار دهد؛ مانند هوش مصنوعی، اجرای فایل‌های گرافیکی و صوتی و انجام دادن هر آنچه که موردنیاز است تا بازی بارگذاری، اجرا و انجام شود. درضمن، پردازش گرافیکی یکی از سنگین‌ترین کارهایی است که یک پردازنده باید انجام دهد. با واگذاری این کار به واحد پردازش گرافیکی، این پردازنده ویژه، درگیر دیگر پردازش‌های سیستم نمی‌شود و از این‌رو سریع‌تر از پردازنده اصلی این کار را انجام می‌دهد. با این کار، طراحان بازی می‌توانند با دستی فراخ‌تر به ساخت بازی‌هایی با گرافیک پیچیده‌تر و جزئیات بیشتر اقدام کنند. T&L، دو موتور جدا از هم در پردازنده گرافیکی برای ترسیم تعداد بسیار زیادی چندضلعی در برنامه‌های گرافیکی پیچیده است. انتقال (Transform) تعیین‌کننده پیچیدگی و تعداد اشیا، بدون ایجاد وقفه درمیزان نمایش فریم‌ها برای نشان دادن روی صفحه نمایشگر است. Lighting (نوردهی) هم با تغییر نوردهی اشیا براساس منابع نور به صحنه افزوده می‌شود. انجام همه این دستورها توسط CPU، باعث می‌شود که طراحان بازی، از هوش مصنوعی و جزئیات فیزیکی کمتری استفاده کنند. در نمودار دوم، پردازه‌های رندرینگ و تبدیل و نوردهی توسط GPU انجام می‌شود. از این‌رو طراحان بازی می‌توانند از هوش مصنوعی و جزئیات فیزیکی بیشتری در بازی‌هایشان استفاده کنند. چرا که CPU می‌تواند آسان‌تر از پیش آن‌ها را پردازش کند.

    در ساخت GPUهای موجود روی بوردهای گرافیکی Geforce از حدود بیست و سه میلیون ترانزیستور (بیش از دو برابر پیچیده‌تر از پردازنده‌های پنتیوم 3) استفاده شده است که توانایی پردازش پانزده میلیون چندضلعی و 480 میلیون پیکسل در ثانیه را دارد و از 128 مگابایت حافظه فریم بافر پشتیبانی می‌کند. یکی از تازه‌ترین محصولا‌ت nVidia تا سال 2006، GPUهای Geforce 7800 GTX است که در پردازشگر گرافیکی آن از سیصد و دو میلیون ترانزیستور استفاده شده است و می‌تواند 13.2 میلیارد پیکسل را در هر ثانیه پر کند. بزرگ‌ترین تفاوت‌های این کارت گرافیک با نوع پیشین خود، عبارتند از:

      - موتورهای بافت و پیکسل جدید
      - استفاده از بیست و چهار مسیر در ساختار آن در مقایسه با شانزده مسیر در مدل قبلی‌
      - بهینه‌ترشدن مسیرها وافزایش کارایی و قابلیت برنامه‌ریزی shader
      - افزایش سرعت کلا‌ک
    nVidia برای افزایش شگفت‌انگیز سرعت GPUهای نسل چهارم خود از فناوری nVidia CineFX 4.0 استفاده می‌کند. با استفاده از این فناروی، توسعه‌دهندگان می‌توانند افکت‌های گرافیکی پیشرفته‌تر و با کیفیت بیشتری را برای بازی‌های کامپیوتری و نرم‌افزارهای گرافیکی دیگر ایجاد کنند. CineFX 4.0 از DirectX 9.0 پشتیبانی می‌کند. nVidia SLI نیز فناوری‌ای است که این شرکت با استفاده از آن از دو GPU به صورت موازی برای افزایش کارایی سیستم گرافیکی استفاده می‌کند.

    nVidia، از فناوری UltraShadow II نیز در شتاب گرافیکی برای ایجاد سایه‌های پیچیده استفاده می‌کند. اما شرکت nVidia در ساخت این تراشه‌ها تنها نیست و ATi نام مهم دیگری در این حوزه است. در سال 2003، شرکت مایکروسافت و ATI Technologies قراردادی بستند که برطبق آن، ATI باید فناوری‌های گرافیکی سفارشی و پیشرفته‌ای را برای نسل بعدی کنسول‌های اکس‌باکس فراهم می‌کرد. Bob Feldstein، سرپرست بخش مهندسی شرکت ATI Technologies می‌گوید: هدف این شرکت ساخت یک پردازنده گرافیکی بود که تا پنج سال نیازی به ارتقا نداشته باشد. C1 نام رمزی بود که در ATI، پیش از بسته شدن قرارداد با مایکروسافت برای این پردازنده به کار می‌رفت و پس از قرارداد از نام Xenos برای آن استفاده شد. 175 مهندس روی ساخت این GPU کار کرده‌اند و در آن از 337 میلیون ترانزیستور استفاده شده است. این قرارداد با ATI، به همکاری‌های پیشین مایکروسافت و nVidia پایان داد.

    شتاب سخت‌افزاری و نرم‌افزاری

    منظور از شتاب سخت‌افزاری (hardware 3D acceleration)، رندر نمودن و ترسیم گرافیک سه بعدی با استفاده از پردازنده‌های گرافیکی کارت‌های گرافیک (GPU) به جای استفاده از پردازنده اصلی (CPU) است. چنانچه این کار به وسیله CPU انجام شود، به آن شتاب نرم‌افزاری (software acceleration) گفته می‌شود. چرا که CPU برای هرگونه ترسیم گرافیکی، از کتابخانه‌های گرافیکی پلتفرم نرم‌افزاری سیستم خود مانند Mesa در سیستم‌های لینوکس و کامپوننت‌های DirectX در سیستم ویندوز استفاده می‌کند. اگر این‌کار را GPU انجام دهد، به آن شتاب سخت‌افزاری گفته می‌شود. اما فناوری شتاب‌دهنده‌های سه‌بعدی در بازی‌های کامپیوتری تاریخچه‌ای چندساله دارد. در سال 1974، Ed Catmull (کسی که بعدها سرپرست بخش گرافیک شرکت لوکاس فیلم شد) پیشنهاد استفاده ازtexturing mapping ،zbuffering، و modeling را با سطوح خمیده داد.این روش‌ها هنوز هم در همه کارت‌های شتاب‌دهنده استفاده می‌شوند. Texture mapping، روشی برای ترسیم بافت روی یک شی و محاسبه رنگ بافت برای هر پیکسل است و Zbuffer بخشی از حافظه گرافیکی است که برای ذخیره بعد سوم (Z) یا اطلا‌عات عمق درباره اشیای رندر شده به کار می‌رود. مقدار Zbuffer یک پیکسل، مشخص می‌کند که آن پیکسل در پشت پیکسل دیگر قرار دارد یا جلوی آن. این‌کار از جایگزینی (overwriting) اشیای پس‌زمینه با اشیای پیش‌زمینه جلوگیری می‌کند. دو سال بعد، Jim Blinn، روش‌های reflection mapping و bump mapping را توسعه داد که بدون افزودن چندضلعی‌های اضافی، جزئیاتی را به مدل سه‌بعدی می‌افزود. Bump mapping، یک روش سایه‌پردازی با استفاده از بافت‌های چندگانه و افکت‌های نورپردازی است که برای شبیه‌سازی چروک، فرورفتگی و برآمدگی سطوح به‌کار می‌رود و بسیار پرکاربرد است. چون به یک سطح سه‌بعدی، بدون این‌که به پیچیدگی هندسی آن بیفزاید، جلوه‌هایی مانند سختی و جزئیاتی مانند فرورفتگی می‌بخشد.

    Reflection mapping، قابلیت سخت‌افزار در استخراج سریع اطلا‌عات از صحنه است که این اطلا‌عات می‌تواند در ایجاد بافت‌های شفاف مورد استفاده قرار گیرد. به علت وجود تنوع گسترده در کارت‌های گرافیک، و سخت شدن برنامه‌نویسی برای آن‌ها توسط توسعه‌دهندگان، APIهای گرافیکی به عرصه آمدند که بازیگران اصلی آن، امروز DirectX و OpenGL هستند. OpenGL کتابخانه مدل‌سازی و سه‌بعدی‌سازی است که بسیار سریع و قابل حمل است. برای مطمئن بودن از سازگاری یک سخت‌افزار خاص با OPenGL، آن قطعه باید تست کارکرد OpenGL را پشت سر بگذارد که مجموعه‌ای از تست‌های طراحی شده برای ایجاد اطمینان از طراحی و تولید سیستمی مناسب برای رندرهای سه‌بعدی است. شکل 5، مراحل این تست را نشان می‌دهد.

    تحقیقهای مشابه
    nvidia پردازشگر گرافیکی و gpu
    15 صفحه - 2000 تومان

    ترجمه انگلیسی به فارسی سایت تحقیق

    برای پیدا کردن ما فقط کافیست «سایت تحقیق» را در گوگل سرچ کنید

    ترجمه فارسی به انگلیسی سایت تحقیق
    رفرنس نویسی با نرم افزار endnote سایت تحقیقصحافی پایان نامه رساله مقاله کتاب سایت تحقیق
    با کلیک روی +۱ ما را در گوگل محبوب کنید
    صفحه اصلی| تحقیق | تحقیق های آماده | ترجمه | ترجمه آماده | کار آماری | کار آماری آماده | طرح کارآفرینی | نما و پلان

    Tel : 09118370377
    Email : tahghighnet@yahoo.com
    Telegram : @tahghighnet
    channel: https://t.me/tahghighchannel
    Instagram : tahghighnetinsta
    www.tahghigh.net
    2019 - 2007