GPU là gì? Ảnh hưởng của GPU trong công việc và giải trí

GPU hay còn gọi là bộ xử lý đồ họa - là một bộ vi xử lý chuyên dụng, được thiết kế để xử lý các tác vụ đồ họa và hình ảnh phức tạp trên PC, laptop. Bài viết này sẽ đi sâu vào tìm hiểu cấu tạo, chức năng và phân loại các loại GPU phổ biến trên thị trường hiện nay, giúp bạn có cái nhìn tổng quan về linh kiện quan trọng này.

1. GPU là gì?

GPU (Graphics Processing Unit), hay còn gọi là bộ xử lý đồ họa. Đây là một vi mạch được thiết kế chuyên dụng để xử lý các tác vụ liên quan đến đồ họa, hình ảnh và video. GPU đóng vai trò cực quan trọng trong việc tạo nên hình ảnh sắc nét, sống động và chân thực cho các thiết bị điện tử như PC, laptop hay điện thoại.

2. Cấu tạo của GPU

2.1. Bộ vi xử lý

Bộ vi xử lý là bộ phận trung tâm của GPU, chịu trách nhiệm thực hiện các phép toán logic cần thiết để xử lý đồ họa. Bên trong GPU là một mạng lưới các lõi xử lý, thường được gọi là lõi CUDA đối với các dòng GPU NVIDIA hoặc Stream Processors đối với GPU của AMD.

Những lõi này chịu trách nhiệm thực hiện các phép tính song song, giúp GPU xử lý hiệu quả khối lượng dữ liệu khổng lồ cùng một lúc. Số lượng lõi càng nhiều, hiệu năng của của GPU càng mạnh, cho phép nó thực hiện các phép tính phức tạp một cách hiệu quả.

Nói một cách đơn giản, những lõi xử lý này giống như những công nhân làm việc song song vậy. Mỗi lõi xử lý một phần nhỏ của bài toán, sau đó kết hợp lại để ra kết quả cuối cùng. Nhờ vậy, GPU có thể giải quyết các vấn đề liên quan đến đồ họa, video và AI nhanh hơn nhiều so với CPU.

2.2. VRAM

GPU cũng có bộ nhớ riêng biệt được gọi là VRAM, đóng vai trò lưu trữ và hỗ trợ bộ vi xử lý GPU truy cập nhanh dữ liệu cần thiết để hiển thị hình ảnh cũng như thực hiện các tác vụ tính toán khác. Dung lượng và loại VRAM ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất của GPU, đặc biệt là trong các tác vụ liên quan đến texture hình ảnh với độ phân giải cao, mô phỏng 3D và xử lý tập dữ liệu lớn.

2.3. Các bộ phận khác

Ngoài hai bộ phận chính trên, GPU cũng có các các thành phần khác như bộ chuyển đổi tín hiệu số (RAMDAC), các cổng kết nối giúp hiển thị hình ảnh trên thiết bị. Đây là các bộ phận quan trọng không kém khi chúng quyết định khả năng tích hợp hay mở rộng với các linh kiện khác của máy tính như Mainboard.

3. Chức năng của GPU

• Xử lý đồ họa và hình ảnh: GPU được thiết kế chuyên biệt để xử lý các tác vụ đồ họa, hình ảnh phức tạp, giảm tải cho CPU. GPU có khả năng render hình ảnh, video chất lượng cao, tạo hiệu ứng đặc biệt, mang đến trải nghiệm hình ảnh sắc nét, sống động và mượt mà hơn.

• Hỗ trợ chơi game 3D: GPU là thành phần quan trọng giúp người dùng chơi game 3D mượt mà hơn. GPU có thể xử lý nhanh chóng các hình ảnh phức tạp trong game, mang lại tốc độ khung hình cao và trải nghiệm chơi game tốt hơn.

• Vận hành các phần mềm kiến trúc và đồ họa chuyên nghiệp: GPU hỗ trợ các phần mềm kiến trúc và đồ họa chuyên nghiệp như Vray, 3DSmax, Corona, Adobe Premiere, Camtasia, After Effects,... hoạt động ổn định và hiệu quả hơn.

• Xử lý hình ảnh trong vùng tam giác: GPU có khả năng chia nhỏ hình ảnh thành các vùng tam giác và xử lý chúng một cách song song, giúp tăng tốc độ xử lý hình ảnh, đặc biệt là các vật thể phức tạp.

4. Phân loại GPU phổ biến hiện nay

GPU được phân loại thành 2 loại chính gồm:

• Card đồ họa tích hợp (iGPU): Đây là loại GPU được tích hợp trực tiếp vào CPU. iGPU thường được tìm thấy trong các laptop và máy tính để bàn giá rẻ, mang đến ưu điểm về chi phí và tiết kiệm điện năng. Tuy nhiên, hiệu năng của iGPU thường thấp hơn GPU rời, phù hợp với các tác vụ đồ họa cơ bản và không lý tưởng cho chơi game nặng hoặc xử lý đồ họa chuyên sâu.

• Card đồ họa rời (dGPU): Đây là card đồ họa độc lập, được lắp thêm vào máy tính thông qua khe cắm PCIe. dGPU sở hữu hiệu năng vượt trội so với iGPU, đáp ứng tốt các tác vụ đồ họa chuyên sâu, chơi game nặng và làm việc với các ứng dụng đồ họa chuyên nghiệp. Tuy nhiên, dGPU thường có giá thành cao hơn, tiêu thụ nhiều điện năng hơn và yêu cầu hệ thống tản nhiệt riêng.

Dưới đây là bảng so sánh chi tiết 2 loại GPU này:

5. So sánh chi tiết GPU và CPU

CPU và GPU đều là những thành phần quan trọng của máy tính, tuy nhiên chúng sẽ hoạt động theo các cách khác nhau để đáp ứng nhu cầu của người dùng. Dưới đây là bảng so sánh chi tiết:

6. Ứng dụng của GPU trong công việc và giải trí

GPU không chỉ đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý đồ họa và hình ảnh mà còn được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ giải trí đến khoa học kỹ thuật.

• Ứng dụng trong game: GPU là thành phần không thể thiếu đối với các game thủ, đặc biệt là những tựa game AAA (bom tấn) đòi hỏi đồ họa cao như PUBG, Call of Duty, Cyberpunk 2077,... GPU đảm nhiệm việc xử lý hình ảnh, hiệu ứng, chuyển động trong game, mang đến trải nghiệm mượt mà, sống động và chân thực hơn.

• Ứng dụng trong Đồ họa và Video: GPU là công cụ đắc lực cho các nhà thiết kế đồ họa, editor video chuyên nghiệp. GPU hỗ trợ xử lý hình ảnh, render video chất lượng cao (2K, 4K), tạo hiệu ứng đặc biệt, giúp tăng tốc quá trình làm việc và cho ra sản phẩm chất lượng cao.

• Ứng dụng trong Trí tuệ nhân tạo (AI) và Học máy (Machine Learning): GPU với khả năng xử lý song song mạnh mẽ được ứng dụng để tăng tốc các thuật toán AI và Machine Learning, giúp huấn luyện mô hình AI nhanh hơn, hiệu quả hơn.

7. Cách lựa chọn GPU phù hợp cho laptop

Khác với máy tính để bàn, GPU trên laptop thường được hàn chết trên bo mạch chủ và không thể nâng cấp. Do đó, việc lựa chọn GPU phù hợp ngay từ đầu là vô cùng quan trọng. Dưới đây là các yếu tố bạn cần cân nhắc:

7.1. Xác định nhu cầu sử dụng

• Văn phòng, học tập, giải trí nhẹ (xem phim, lướt web): GPU tích hợp (iGPU) như Intel Iris Xe Graphics hoặc AMD Radeon Graphics là đủ đáp ứng.

• Chơi game nhẹ, eSports (Liên Minh Huyền Thoại, CS:GO, Valorant,...): GPU rời cấp thấp như NVIDIA GeForce MX series hoặc RTX 3050/4050, AMD Radeon RX 6500M sẽ là lựa chọn phù hợp.

• Chơi game AAA ở mức thiết lập trung bình - cao: Cần GPU tầm trung trở lên như NVIDIA GeForce RTX 3050 Ti/3060/4060, AMD Radeon RX 6600M/6700M.

• Chơi game AAA ở mức thiết lập cao, đồ họa chuyên nghiệp (thiết kế 3D, render video): Cần GPU cao cấp như NVIDIA GeForce RTX 3070/3070 Ti/3080/3080 Ti/4070/4080/4090, AMD Radeon RX 6800M/6850M XT.

7.2. Ngân sách

• GPU mạnh hơn thường đi kèm với giá thành cao hơn. Hãy xác định ngân sách của bạn để khoanh vùng lựa chọn.

• Laptop gaming với GPU rời thường có giá cao hơn laptop văn phòng với GPU tích hợp.

7.3. Kích thước và trọng lượng laptop

• Laptop gaming với GPU mạnh thường có kích thước lớn và nặng hơn để chứa hệ thống tản nhiệt tốt hơn.

• Nếu bạn cần di chuyển nhiều, hãy cân nhắc giữa hiệu năng và tính di động. Các dòng laptop gaming mỏng nhẹ (thin and light) sẽ là lựa chọn phù hợp hơn.

7.4. Thời lượng pin

• GPU rời, đặc biệt là GPU hiệu năng cao, sẽ tiêu thụ nhiều điện năng hơn, dẫn đến thời lượng pin ngắn hơn.

• Nếu bạn cần thời lượng pin dài, hãy cân nhắc các mẫu laptop có GPU tích hợp hoặc GPU rời tiết kiệm điện.

7.5. Màn hình

• Tần số quét cao (120Hz, 144Hz, 240Hz trở lên) sẽ mang lại trải nghiệm chơi game mượt mà hơn, đặc biệt là với các tựa game FPS.

• Độ phân giải cao (QHD, 4K) cho hình ảnh sắc nét hơn, nhưng cũng đòi hỏi GPU mạnh hơn.

Hãy lựa chọn màn hình phù hợp với GPU và nhu cầu sử dụng.

8. Các hãng sản xuất GPU nổi tiếng trên thị trường

8.1. NVIDIA

Nổi tiếng với dòng card đồ họa GeForce, được đánh giá cao về hiệu năng mạnh mẽ, khả năng xử lý đồ họa ấn tượng và hỗ trợ tốt cho các ứng dụng sáng tạo, chơi game. Một số dòng sản phẩm tiêu biểu bao gồm GeForce RTX 30 Series, GeForce GTX 16 Series, v.v.

8.2. AMD

Đối thủ cạnh tranh trực tiếp của NVIDIA với dòng card đồ họa Radeon RX. AMD tập trung vào việc cung cấp các sản phẩm có hiệu năng cao, giá thành hợp lý, phù hợp cho nhiều đối tượng người dùng. Các dòng sản phẩm nổi bật bao gồm Radeon RX 6000 Series, Radeon RX 7000 Series, v.v.

8.3. Intel

Intel, gã khổng lồ trong ngành chip máy tính, đang tạo nên tiếng vang trong thị trường GPU với những dòng sản phẩm đa dạng. Đơn cử như dòng Intel Iris Xe Graphics mang đến hiệu năng đồ họa mạnh mẽ cho các tác vụ văn phòng, giải trí đa phương tiện và chơi game nhẹ nhàng.

Ngoài ra, Intel còn cung cấp các dòng sản phẩm GPU rời cao cấp hơn như Intel Arc Alchemist và sắp tới là Intel Arc Battlemage, nhắm đến đối tượng game thủ và người sáng tạo nội dung chuyên nghiệp vốn đòi hỏi hiệu năng đồ họa mạnh mẽ.

Trên đây là tổng hợp các kiến thức cơ bản về GPU cũng như cách lựa chọn GPU phù hợp với từng nhu cầu của người dùng. Hi vọng bài viết này của ThinkPro sẽ hữu ích với bạn.