Что такое apu и gpu
Разница между GPU и APU
В 2015 году аналитическая компания Mercury Research выявила значительный спад продаж на рынке видеоускорителей, логично связав его с совершенствованием интегрированных решений. Недорогие гибридные процессоры в настольных ПК постепенно вытесняют бюджетные дискретные видеокарты, да и в нижнем игровом сегменте последним приходится основательно подвинуться. В мобильных системах встроенная графика решила множество проблем без экономии производительности. Чем отличается GPU от APU, и стоит ли уже говорить о переходе на «гибридные» рельсы?
GPU (Graphics Processing Unit), или графический процессор, – элемент компьютерной системы, предназначенный для построения изображения по созданной программой модели. Именно он отвечает за графическую производительность устройства.
APU (Accelerated Processing Unit), или гибридный процессор, – CPU со встроенным графическим ядром, выполняющий как вычисления, так и вывод изображения.
В быту аббревиатурой GPU чаще всего обозначают электронный блок дискретных видеокарт или распаянные на материнских платах независимые чипы видеоускорителей (популярное ранее решение для мобильных систем). Под APU подразумевается размещение графического ядра с центральным процессором в одном корпусе. Стоит заметить, что Intel игнорирует подобное определение, оставаясь верной классике: начиная с линейки SandyBridge речь идет о CPU с интегрированным GPU. Связано это, скорее всего, с нежеланием корпорации заимствовать терминологию у конкурента: AMD первой стала называть свои гибридные решения APU.
На практике отличие GPU от APU определяется типом вычислений: графическая система предназначена для построения изображения посредством параллельной обработки данных, гибридный процессор же может выполнять еще и последовательную. Соответственно, задачи они решают разные.
Сравнение
Конечно, графический и центральный процессоры – не те устройства, между которыми можно выбирать, собирая или приобретая компьютерную систему. Сравниваем и оцениваем мы в этой ситуации возможности связки CPU + GPU и APU. Видеоускоритель в любом автономном исполнении требует центрального управления, и отличие одного варианта от другого будет в большой степени конструктивным.
Ядра CPU используются для обработки данных и выполнения цепочки последовательных инструкций (1-2 потока), ядра GPU – для максимально быстрого исполнения множества параллельных потоков команд (несколько тысяч потоков на ядро). В APU же эти ядра объединены на одном кристалле и подключены к общей шине памяти. Вычислительные исполнительные блоки соседствуют и взаимодействуют с буферами данных, блоками декодирования, аппаратного предсказания ветвления, кеш-памятью. Графические исполнительные блоки занимают свой кристалл практически полностью (соответственно, их умещается в ограниченном пространстве гораздо больше). В современных гибридных процессорах AMD под GPU отводится около половины поверхности, Intel немного экономнее.
В чем разница между GPU и APU для конечного потребителя? Производительность актуальных гибридных процессоров позволяет строить на их основе достаточно мощные системы (в том числе и мобильные), справляющиеся с широким кругом задач. Маломощные дискретные видеокарты-недоразумения, в народе именуемые «затычками», скоро станут достоянием истории. APU на материнской плате с видеовыходом с успехом их заменяет, бонусом предоставляя возможность экономии пространства внутри корпуса, снижения энергопотребления и тепловыделения. Более того, сегодня можно говорить о постепенном вытеснении гибридами из пользовательских ПК игровых дискретных видеоускорителей младшего сегмента: как показывают тесты, APU способны обеспечить геймерам приемлемое изображение того же уровня. Это решение оценит любой кошелек, ибо ценник на модели средней производительности существенно скромнее, чем для связки игровой видеокарты и центрального процессора.
Однако не все так гладко на пути гибридных процессоров. Их графические ядра функционально весьма ограничены (приходится делить кристалл процессора между ними и вычислительными), поэтому соперничать с дискретными видеоускорителями среднего уровня они пока не могут. С другой стороны, APU предполагает программный перенос общих вычислений на графические ядра, что учитывается разработчиками приложений (в первую очередь работающих с OpenCL). Соответственно, оптимизация софта под гибридные процессоры может позволить им выйти со временем на новый уровень.
Какая разница между CPU, GPU и APU – базовые различия
Большинство аппаратных средств на вашем ПК связано с аббревиатурой, и – по мере развития технологий – увеличивается количество этих имён, что ведёт к путанице. Ради того, чтобы сохранить всё в порядке и помочь вам получить необходимое оборудование, давайте посмотрим на различия между терминами CPU, GPU и APU.
Что такое центральный процессор (CPU)
Процессор можно считать мозгом вашего ПК. Он обрабатывает все задачи и расчеты, выполняемые другим оборудованием, что делает его важным звеном производительности вашего устройства. Большинство современных процессоров ПК используют несколько ядер для обработки нескольких задач одновременно, а общая производительность измеряется в гигагерцах (ГГц). Например, если процессор имеет базовую тактовую частоту 2,4 ГГц, он способен обрабатывать до 2,4 миллиарда инструкций в секунду.
Когда дело доходит до производителей процессоров, вы, вероятно, услышите об Intel и Advanced Micro Devices (AMD). Оба создают продукты, которые могут запускать Windows. Теперь, когда AMD имеет Ryzen, между двумя компаниями сокращается разрыв, особенно в плане цены и производительности.
Производительность варьируется довольно широко во всех процессорах от обоих производителей, предлагая множество вариантов, если говорить о цене и энергопотреблении. Вы можете найти низкоэффективный процессор, который отлично подходит для обработки текстов, просмотра веб-страниц и автономной работы, вы также можете найти высокопроизводительный процессор, который будет абсолютно «кромсать» всё, что вы подбросите ему, но также будет высасывать энергию, как пылесос.
Что такое графический процессор (GPU)
Графический процессор на вашем ПК по существу отвечает за то, что вы видите на мониторах, подключенных к компьютеру. Обычно существует два типа GPU: интегрированный и выделенный (также называемый дискретным).
Интегрированные графические процессоры совместно используют пространство с чипсетом процессора, в то время как выделенные графические процессоры представляют собой отдельную аппаратную часть, подключенную к отдельной шине на материнской плате.
Графический процессор предназначен для высокопроизводительных рабочих местах, которые требуют много энергии. Интенсивные игры, VR и редактирование видео – всё это задачи, связанные с графическими процессорами. В то время как центральный процессор является капитаном «команды вашего ПК», GPU можно считать главным помощником, готовым решать самые напряженные задачи.
Что такое ускоренный процессор (APU)
APU – это термин, который AMD придумала для обозначения GPU, интегрированного в архитектуру процессора. И графические процессорные ядра, и стандартные процессорные ядра совместно используют один и тот же кэш и матрицу, и данные передаются по одной и той же шине.
Зачем создавать APU? Наличие как CPU, так и GPU в одном месте позволяет им работать более эффективно для увеличения вычислительной мощности. Аналогично, наличие интегрированных GPU и CPU обычно более энергоэффективно, чем наличие CPU и отдельного выделенного GPU. Многие современные APU достаточно мощны для неинтенсивных игр; однако APU почти всегда будет превзойден современным выделенным графическим процессором.
Первый APU, использующий кодовое имя Llano, был анонсирован AMD ещё в 2011 году, но проект работает с 2006 года. Если вам интересно, где всё это время был Intel, большинство их процессоров также используют интегрированную графику. Например, Intel Core-i7-8700K, обычно в паре с мощным выделенным графическим процессором, имеет встроенную графику Intel UHD 630. Однако термин APU не используется Intel, вероятно, из-за ассоциации с конкурирующим продуктом AMD.
В чем разница между APU, CPU и GPU?
Когда пришло время покупать новый компьютер, знание разницы между процессором, графическим процессором и APU является значительным преимуществом. Это может даже сэкономить деньги. Это особенно верно, если вы планируете создать свой собственный компьютер.
Три технологии часто группируются, но выполняют отдельные роли. Знание функции каждого и того, может ли оно вам понадобиться, имеет решающее значение.
Итак, в чем именно разница между APU, CPU и GPU?
Центральный процессор (ЦП)
Центральный процессор, или ЦП, является основным мозгом компьютера. В ранних компьютерах процессор был распределен по нескольким чипам. Тем не менее, для повышения эффективности и снижения производственных затрат, процессор теперь находится на одном кристалле. Эти меньшие процессоры также называют микропроцессорами.
Сокращение площади процессора также позволило нам проектировать и производить более компактные устройства меньшего размера. Настольные компьютеры можно рассматривать как устройства «все в одном», ноутбуки по-прежнему становятся тоньше, но при этом становятся более функциональными, а некоторые смартфоны стали более мощными, чем их традиционные аналоги.
ЦП выполняет основные вычислительные процессы для вашего компьютера. Инструкции, хранящиеся в оперативной памяти вашего устройства, отправляются на процессор для выполнения. Это система из трех частей, состоящая из этапов получения, декодирования и выполнения. В широком смысле это означает получение входных данных, понимание того, что они из себя представляют, и создание желаемого результата.
Используя это, ваш процессор помогает всем: от загрузки операционной системы, открытия программ и даже до выполнения расчетов с помощью электронных таблиц. Такие ресурсоемкие операции, как видеоигры, создают наибольшую нагрузку на ваш процессор. Вот почему тесты бенчмаркинга обычно проводятся по игровым стандартам.
Процессоры доступны во многих вариантах — от энергоэффективных одноядерных чипов до высокопроизводительных окто-ядер. Intel использует свою технологию Hyper-Threading, чтобы заставить четырехъядерный процессор работать так, как если бы он был восьмиъядерным. Это помогает выжать максимум мощности и эффективности из вашего процессора.
Если это заинтересовало вас в получении дополнительной информации, ознакомьтесь с нашим руководством по процессору и его функциям.
Графический процессор (GPU)
Несмотря на все успехи, достигнутые с процессорами, они все еще имеют недостатки; а именно графика. Процессоры берут ввод и работают через него линейными шагами. Однако обработка графики требует одновременной обработки нескольких данных. Графический процессор (GPU) снижает нагрузку на процессор и повышает производительность видео.
Большинство компьютеров и ноутбуков оснащены процессором и графическим процессором, но это не всегда так. Иногда, особенно в более низких ценовых диапазонах, ваш компьютер будет иметь встроенную графику вместо выделенного графического процессора. Если вы не уверены, какая у вас настройка, посмотрите на наше сравнение встроенных и выделенных видеокарт.
И GPU, и CPU выполняют сходные функции, но то, как они это делают, отличается. Параллельная структура GPU специально адаптирована для этой цели. Это помогает устройству достигать миллиардов вычислений в секунду, необходимых для игр и воспроизведения видео. Графический процессор часто располагается на отдельной видеокарте, которая также имеет собственную оперативную память.
Это позволяет карте хранить данные, которые она генерирует. Также благодаря этой встроенной оперативной памяти графический процессор может генерировать буфер, сохраняя готовые изображения до тех пор, пока вам не понадобится их отображать. Это особенно полезно, например, при просмотре видео.
Поскольку эти карты легко заменяются, это часто считается одним из лучших обновлений, которые вы можете сделать на своем компьютере. Высокопроизводительные видеокарты обычно имеют ценник, чтобы соответствовать. Впрочем, для дешевых игр есть видеокарты
а также, предоставляя возможность на любой бюджет.
Ускоренный процессор (APU)
bodkins18 /Pixabay
Чтобы уменьшить физические размеры и производственные затраты, производители нашли способы объединения компонентов электроники в один чип. Последняя итерация этой технологии — устройства System-on-a-Chip (SoC). В этом дизайне вся основная электроника объединена в единую матрицу. Это позволило рост недорогих вычислительных устройств и смартфонов.
Однако предшественником SoC был Ускоренный процессор или APU. Эти устройства объединили процессор и графический процессор в один чип, чтобы сформировать объединенный процессор. Это не только снижает стоимость, но и повышает эффективность. Минимизация физического расстояния между ними обеспечивает более быструю передачу данных и повышение производительности.
Поскольку графические процессоры оптимизированы для более высоких скоростей вычислений, центральный процессор может перенести часть работы на графический процессор. В отдельной установке выигрыш в эффективности от этого распределения нагрузки будет подорван физическим расстоянием и скоростью передачи данных между ними. Тем не менее, объединенная APU делает эти выгоды возможными.
Несмотря на это, APU не дает такой же производительности, как выделенный процессор и графический процессор. Вместо этого их лучше всего рассматривать как шаг вперед от интегрированной графики. Это делает APU доступным обновлением для тех, кто хочет обновить свои ПК.
Производитель процессоров AMD разработал APU. Тем не менее, они были не единственными, кто объединял процессоры таким образом. Intel также начала интегрировать CPU и GPU. Основным отличием было то, что AMD выпустила выделенную линейку APU, а Intel и другие компании объединили их в свои линейки продуктов.
Для более подробной разбивки, посмотрите наше руководство по ВСУ и что оно делает
APU против CPU против GPU: теперь вы знаете!
Теперь мы рассмотрели основные процессоры, и вы знаете, что для вашего компьютера существует множество вариантов. Если вы выберете отдельный процессор и графический процессор, вы, скорее всего, потратите больше, но также получите более значительный прирост производительности.
Выбор APU является компромиссом между бюджетом и производительностью. Если вы в настоящее время работаете с интегрированной графикой, то APU — это достойное обновление, которое не сломит банк.
Однако, прежде чем инвестировать в APU, CPU или GPU, вы должны быть уверены, что выбираете наиболее выгодное обновление для вашей машины. В этом случае вы должны подумать, какие из этих обновлений улучшат ваш компьютер наиболее
APU против GPU: сравнительный обзор
Давненько мы не посещали сектор бюджетных графических процессоров. Внимание тестовых лабораторий приковано к мощным высокопроизводительным GPU, ведь именно в них наиболее ярко проявляется движение прогресса. Изредка в поле зрения попадает видеокарта средней ценовой категории, ну а все, что ниже, — для энтузиастов попросту мышиная возня. Однако нужно спуститься с небес на землю. Младшие GPU продаются так, как и не снилось флагманам, ведь не все геймеры стремятся играть с бескомпромиссными настройками графики и готовы тратить немаленькие суммы на соответствующее железо. Это во-первых. Во-вторых, в бюджетном секторе сейчас происходят не столь яркие, как на самом верху, но по сути столь же значительные преобразования.
Ряд технологий, которые некогда дебютировали в дорогостоящих продуктах, продержались на рынке достаточно долго, чтобы у обоих основных производителей GPU сформировались модельные линейки, унифицированные по функциям и дифференцированные лишь по производительности. Везде поддерживается DirectX 11 с эффектами, соответствующими по меньшей мере feature level 11_0, из которых наиболее заметный — аппаратная тесселяция. Присутствует аппаратное декодирование видео стандарта H.264 и — за редкими исключениями — порт HDMI 1.2a, обеспечивающий совместимость с 4К-дисплеями и стереоскопическим 3D.
Переход AMD и NVIDIA на технологическую норму 28 нм также позволил бюджетным GPU сделать большой шаг вперед в тактовых частотах и производительности, оставаясь в рамках скромного энергетического бюджета. Не менее важный эффект оказало распространение памяти GDDR5: GDDR3 осталась признаком уж откровенно дешевых видеоадаптеров. Как результат, недорогие GPU демонстрируют в бенчмарках уровень производительности, которого трудно ожидать от невзрачных на вид видеокарточек, зачастую даже без дополнительного питания. В серии групповых тестов, которые мы периодически проводим в известных играх, бюджетные GPU раз за разом пробиваются в диаграммы наряду с более крупными чипами, преодолевая порог в 30 FPS при разрешении 1920х1080, пусть и с минимальными настройками графики.
Разумеется, присутствуют встречные усилия и со стороны производителей игр. Даже проекты класса ААА, которые на максимальных настройках создают существенные трудности для топовых GPU (Crysis 3, Battlefield 4, Metro: Last Light и пр.), хорошо масштабируются с тем, чтобы соответствовать возможностям бюджетного железа, сохраняя при этом большую долю визуальной привлекательности. Другая категория игр изначально лишена тяжелой графической оболочки, что не мешает им пользоваться бешеной популярностью, недоступной хитам одного сезона, которые обычно используются в качестве бенчмарков GPU. Это MMO-игры: классические RPG во главе с непреходящим лидером — World of Warcraft, равно как и всенародно любимые «Танки» с их последователями. Все эти проекты мало выигрывают от железа среднего уровня производительности, а на консервативных настройках вполне сносно работают не то что на бюджетных, а на ультрабюджетных GPU.
Наконец, наиболее важный тренд, побудивший нас обратиться к теме графики начального уровня, — это подъем APU (Accelerated Processing Unit) — процессоров с интегрированным графическим ядром, в терминологии AMD. Чисто технически любой CPU с встроенной графикой квалифицируется как APU, и само по себе это не новое явление. Текущая ситуация интересна тем, что интегрированные графические процессоры в составе APU по вычислительной мощи уже не только превосходят самые слабые из дискретных GPU, выпускаемых сегодня, но и вполне подпадают под определение «игровая графика».
Собственно, только чипы AMD среди десктопных процессоров в полной мере достойны введенного ею термина APU, поскольку относительно мощное ядро Iris Pro с внешним кешем четвертого уровня остается прерогативой ноутбучных моделей Intel, а настольные довольствуются примитивным вариантом в лице Intel HD Graphics. В последней итерации — ядро Kaveri — APU сделали крупный шаг вперед, соединив обновленные ядра x86 и GPU на архитектуре GCN. В результате получился процессор с беспрецедентно большой долей графического компонента — 47% площади кристалла. В наиболее полной конфигурации встроенный GPU Kaveri превышает по числу вычислительных блоков отнюдь не самые дешевые модели дискретных видеоадаптеров AMD уровня Radeon R7 250. И это не предел, ведь в консоли PlayStation 4 и Xbox One поставляются APU с еще более мощной графикой.
Все это побуждает взглянуть на сегмент бюджетной графики непредвзято и определить место APU в этой картине. Ранее мы уже делали подробный обзор архитектуры и тесты производительности двух представителей линейки Kaveri: A10-7850K и A8-7600. Задача этого обзора — более широко раскрыть тему игровой производительности, сравнив APU с набором конкурентов из числа дискретных видеоадаптеров.
⇡#Участники тестирования
В тестировании производительности приняли участие следующие APU и GPU:
Модельный ряд Kaveri на текущий момент состоит из девяти APU, разделенных на категории A6, A8 и A10 в порядке возрастания производительности. Наряду с различной конфигурацией x86-ядер, APU различаются и в графической части. Младшие чипы, A6, комплектуются GPU Radeon R5 с 256 вычислительными ALU (потоковыми процессорами). A8 имеют 384 ALU, а A10 — 512. Единственным исключением является A10-7700K, который также включает 384 ALU.
Для APU критически важным параметром является пропускная способность оперативной памяти. A10 поддерживает двухканальную DDR3 SDRAM с частотой вплоть до 2133 МГц, причем для нужд графического процессора можно выделить до 2048 Мбайт объема. Таким образом, по части памяти APU соответствуют бюджетным дискретным видеоадаптерам со 128-битной шиной и чипами GDDR3, с поправкой на то, что пропускную способность приходится делить с x86-ядрами. Не вполне официально A10 может работать и с модулями DDR3-2400, которые сама AMD выпускает под маркой Radeon R9 Memory. Именно с такой памятью мы будем тестировать APU, хотя отдельно проверим, много ли потеряет процессор, если использовать ширпотребную DDR3-1600.
Наконец, у гибридных процессоров AMD есть любопытная опция под названием Dual Graphics, которая представляет собой вариант CrossFire для соединения интегрированного GPU с дискретной графикой. Впрочем, поддерживаются только две модели с архитектурой GCN — Radeon R7 240 и R7 250, которые как раз сопоставимы по конфигурации с графическим ядром Kaveri A8-A10. Тестами Dual Graphics мы также займемся сегодня.
⇡#Тестовый стенд, методика тестирования
В настройках драйвера NVIDIA всегда в качестве процессора для вычисления PhysX выбирается CPU. В настройках AMD всегда настройка Tesselation переводится из состояния AMD Optimized в Use application settings. В CrossFire-конфигурациях остается включенной опция Frame Pacing.
War Thunder. Встроенный бенчмарк
Качество High. Бенчмарк Eastern Front
Diablo III: Reaper of Souls + FRAPS
Texture quality: high; shadow quality: medium; physics: high; clutter density: high; anti-aliasing: off. Начало игры
⇡#Дискретные GPU на платформе AMD vs Intel
Две версии теста 3DMark показывают, что платформа с Core i5 имеет чрезвычайно небольшое преимущество перед AMD A10 при использовании дискретного видеоадаптера. В большинстве игровых тестов, напротив, процессор AMD обеспечивает немного лучший результат. По всей видимости, с адаптерами такого класса производительность целиком и полностью упирается в GPU, а x86-ядро не играет большой роли. Исключением является только World of Tanks, который извлекает из платформы Intel огромное преимущество.
3DMark 2011
3DMark
Игровые тесты + Unigine Heaven 4
Итак, в целом от процессора что-либо зависит только в World of Tanks, то есть меньшая производительность CPU-части чипов AMD почти нигде не скажется на итоговых показателях. Учтем эти результаты и перейдем к сравнению производительности интегрированной и младшей дискретной графики.
⇡#Синтетические тесты
3DMark 2011
Между двумя моделями Kaveri выявлена существенная разница. Причем если A10-7700K недалеко ушел от дискретного Radeon R7 240, то A10-1850K стоит ближе к R7 250 или GeForce GT 640.
3DMark
Unigine Heaven 4
⇡#Игровые тесты
DiRT Showdown
Far Cry 3
Tomb Raider
Bioshock Infinite
Crysis 3
Metro: Last Light
Company of Heroes 2
Batman: Arkham Origins
Battlefield 4
Thief
World of Tanks
War Thunder
Diablo III: Reaper of Souls
По итогам тестов можно смело утверждать, что обе модели APU чувствуют себя уверенно среди геймерских видеоадаптеров младшей ценовой категории. По производительности в ряду дискретных видеокарт AMD с гибридными процессорами граничит Radeon R7 240 в модификации GDDR5 — младшая модель на базе архитектуры GCN. Radeon R5 230, которая также продается в рознице, базируется на 40-нм ядре Caicos с устаревшей архитектурой WLIV5 и сегодня представляет собой немногим более чем видеоадаптер в изначальном смысле слова — то есть устройство, обеспечивающее вывод изображения на экран. В ряде тестов APU даже превосходят R7 240, несмотря на ограничитель в виде системной памяти DDR3. Среди продуктов NVIDIA гибриды AMD A10 вписываются в промежуток между GeForce GT 630 и GT 640 (GDDR5), безоговорочно опережая первый и не в силах дотянуться до второго. Встроенная графика Intel HD Graphics остается слабым местом десктопных процессоров Intel и для игрушек совершенно непригодна.
⇡#DDR3-1600 vs DDR3-2400 на платформе AMD
Парадоксально, но тесты 3DMark не особо чувствительны к пропускной способности шины RAM. Разница между DDR3-1600 и DDR3-2400 есть, но не столь драматическая, как можно было бы ожидать. В реальных играх, напротив, именно память является определяющим фактором. Апгрейд с DDR3-1600 на DDR3-2400 в некоторых тестах увеличивает производительность чуть ли не на 50%. Более быстрая память также лучше дифференцирует APU с различной конфигурацией графического процессора. С медленной RAM разница между AMD A10-7700K и A10-7850K практически исчезает.