GPU یک قطعه‌ی تخصصی در کامپیوتر است که پردازش‌های تصویری، گرافیکی و محاسباتی سنگین را برعهده دارد. این قطعه پیچیده شامل مجموعه‌ای از اجزا و معماری‌های هوشمند است که هر کدام نقشی حیاتی در عملکرد کلی آن ایفا می‌کنند. در ادامه، به معرفی عناصر مختلف کارت گرافیکی می پردازیم.
🧠 ۱. واحد پردازنده گرافیکی (Graphics Processing Unit)
قلب اصلی کارت گرافیک؛ شبیه CPU ولی برای پردازش موازی و تصویری طراحی شده.
شامل صدها تا هزاران هسته پردازشی (CUDA در NVIDIA، Stream Processors در AMD).
معماری‌هایی مانند Turing، Ampere، Ada Lovelace (NVIDIA) و RDNA، GCN (AMD) ساختار داخلی این واحد را شکل می‌دهند.
وظیفه‌ی آن پردازش بافت‌ها، محاسبات فیزیکی، سایه‌زنی، و مدل‌سازی سه‌بعدی است.
💾 ۲. حافظه گرافیکی (VRAM)
حافظه‌ای خاص برای ذخیره‌سازی بافت، فریم‌ها، هندسه و داده‌های پردازشی.
انواع حافظه‌ها شامل GDDR5، GDDR6، GDDR6X یا HBM2 بسته به مدل و قدرت کارت.
حجم حافظه نقش کلیدی در اجرای بازی‌های سنگین و نرم‌افزارهای سه‌بعدی دارد.
سرعت و پهنای باند حافظه گرافیکی تأثیر چشمگیری بر عملکرد دارد.
🎮 ۳. واحدهای خاص در GPU
– TMU (Texture Mapping Unit):
مسئول پردازش بافت‌ها، فیلترهای تصویری و تبدیل‌های گرافیکی.
– ROP (Render Output Unit):
وظیفه‌ی نوشتن داده‌های پردازش‌شده به فریم‌بافر و نهایی‌سازی تصویر.
– Shader Units:
اجرای سایه‌زن‌های پیکسلی، ورتکسی، هندسی و رایانشی در پردازش گرافیکی.
– Tensor Cores (در NVIDIA):
واحدهای ویژه برای محاسبات ماتریسی در هوش مصنوعی و DLSS.
– Ray Tracing Cores:
انجام پردازش نور و سایه بر اساس ردّ پرتوها برای کیفیت تصویری سینمایی.
⚡ ۴. مدار تغذیه و تنظیم ولتاژ (VRM)
مدارهای رگولاتور ولتاژ برای تأمین برق پایدار به GPU و حافظه.
شامل چوک‌ها، خازن‌ها و MOSFETها برای کنترل جریان و حرارت.
کیفیت VRM نقش مهمی در اورکلاک و پایداری کارت دارد.
🔌 ۵. کانکتورهای برق
اکثر کارت‌های گرافیک قدرتمند نیاز به برق اضافی دارند:
کانکتورهای 6 پین، 8 پین، یا ترکیبی از آن‌ها.
در کارت‌های حرفه‌ای‌تر، کانکتور 12VHPWR با توان 600 وات به‌کار می‌رود.
🌡️ ۶. سیستم خنک‌کننده
– فن‌ها:
خنک‌سازی هوایی با فن‌های چندگانه و طراحی خاص (Axial, Blower).
کنترل سرعت بر اساس دمای GPU.
– هیت‌سینک‌ها:
صفحات فلزی و لوله‌های حرارتی (Heat Pipes) برای انتقال گرما.
– کولرهای مایع (Liquid Cooling):
در کارت‌های رده‌بالا برای خنک‌سازی موثر‌تر استفاده می‌شود.
سیستم خنک‌کننده نقش مهمی در طول عمر کارت و کارایی پایدار دارد.
🖥️ ۷. خروجی‌های تصویر
پورت‌هایی برای اتصال به مانیتور:
HDMI: انتقال تصویر و صدا با کیفیت بالا.
DisplayPort: نرخ تازه‌سازی بالا، مناسب برای گیمینگ.
DVI و VGA: نسل‌های قدیمی‌تر.
USB-C / VirtualLink: برای هدست‌های واقعیت مجازی.
🔧 ۸. بایوس (VBIOS)
فریم‌ور داخلی کارت گرافیک که تنظیمات اولیه، پروفایل‌های مصرف برق، و ولتاژ را مدیریت می‌کند.
قابل به‌روزرسانی توسط کاربر در مدل‌های خاص.
🧬 ۹. رابط اتصال به مادربرد
اکثر کارت‌های گرافیک از رابط PCI Express x16 بهره می‌برند.
نسل‌های مختلف مانند PCIe 3.0، 4.0 و 5.0 سرعت انتقال متفاوتی ارائه می‌دهند.
نقش مهمی در ارتباط سریع میان CPU و GPU دارد.
💡 ۱۰. نورپردازی و عناصر ظاهری
نورپردازی RGB در کارت‌های مدرن برای جلوه بصری و هماهنگی با کیس.
بک‌پلیت‌ها برای زیبایی، محافظت و خنک‌سازی پشتی کارت.
بدنه‌ای از آلیاژ آلومینیوم یا پلاستیک تقویت‌شده برای پایداری.