بررسی فناوري gpu و نحوه ورود این فناوري به تلفن‌های همراه

اشاره: نشریه عصر شبکه - در سال‌هایی نه‌چندان دور پردازنده‌ها می‌بایست علاوه بر بار محاسباتی خود اولویت‌بندی محاسبات در کارت‌های گرافیکی را نیز برعهده می‌گرفتند و کارت گرافیکی فقط برای رندر بافت‌ها و ساختارهای گرافیکی به کار گرفته می‌شد...

در سال‌هایی نه‌چندان دور پردازنده‌ها می‌بایست علاوه بر بار محاسباتی خود اولویت‌بندی محاسبات در کارت‌های گرافیکی را نیز برعهده می‌گرفتند و کارت گرافیکی فقط برای رندر بافت‌ها و ساختارهای گرافیکی به کار گرفته می‌شد. به این ترتیب بخش بزرگی از توان پردازشی CPU در زمان اجرای نرم‌افزارهای گرافیکی اشغال می‌شد. تا این که در اواخر دهه 70 میلادی ایده ساخت کارت‌های گرافیکی با پردازنده مستقل جهت انجام این محاسبات توسط شرکت intel مطرح شد. این موضوع تا سال 1985 در حد همان ايده باقي ماند، يعني تا زماني كه شرکت Commodore نخستین کامپیوتر دارای پردازنده گرافیکی مستقل را به بازار عرضه نمود.
در سال 1987 و با ورود IBM به این عرصه، مرحله جدیدي در پیشرفت پردازنده‌هاي گرافيكي شروع شد. در دهه نود به علت قیمت بسیار بالای این فناوري امکان استفاده از آن در سطح گسترده فراهم نشد ولی با آغاز قرن جدید و استفاده از فناوري‌های جدید در فرایند ساخت ريزپردازنده‌ها، قیمت تمام‌شده پردازنده‌هاي گرافيكي نیز کاهش یافت و به تدریج درکنار نام کارت‌های گرافیکی، کلمه GPU نیز به چشم می‌خورد. درحال حاضر شرکت‌های ATI و Nv idia بازيكنان بزرگ اين بازار به‌شمار مي‌آيند.

وقتي CPU نفس مي‌كشد!
در سال‌های اولیه قرن جاری تلفن‌های همراه فقط براي كاربردهايي مانند مکالمه و نهایتا ارسال پیام‌های متنی استفاده می‌شدند. پس از مدتی و با ورود گوشی‌های دوربین‌دار، تحولی در ساختار موبایل‌ها شکل گرفت و تا چند سال ابعاد گوشی‌ها به سمت بزرگ‌تر شدن پیش رفت. ولی بعد از مدتی این فناوري نیز عادی شد و به یک ويژگي لازم و عادي روی ابزارهاي همراه تبديل شد.مرحله تغییر بعدي در تلفن‌های همراه را می‌توان به هوشمند شدن آن‌ها مرتبط دانست. در ابتدا یک موبایل نیاز به پردازش اطلاعات در سطح گسترده نداشت و مدل‌هایی که سیستم عامل داشتند (برای مثال محصولات imate در ایران) به عنوان محصولاتی لوکس و بیش از حد اداری شناخته می‌شدند.

ولی با پیشرفت سیستم عامل سيمبيان، دنیای تلفن‌هاي هوشمند نیز دچار تحول شد، به تدریج تعداد پردازش‌ها در تلفن‌های همراه بالاتر و بالاتر رفت و به طور طبیعی نیاز به پردازنده‌های نیرومند‌تر بر روی این قبیل دستگاه‌ها نیز احساس شد.با توجه به پیشرفت سایر سیستم‌های عامل موبايل مانند ويندوز موبايل يا اندرويد و بالاتر رفتن امکانات نرم‌افزاری در سطح وسايل همراه، پردازنده‌های نیرومند نیز به مشکل برخوردند و مساله تجزیه و تقسيم پردازش‌ها در تلفن‌های همراه به بحثی جدی تبدیل گردید. سرانجام پردازنده‌هاي گرافيكي به داخل گوشي‌هاي ظریف نیز راه یافتند تا اجازه نفس کشیدن را به پردازنده اصلی بدهند!
در حال حاضر و بر اساس آزمایش‌های انجام گرفته می‌توان سرعت GPU مدل Galaxy S II از شرکت سامسونگ را یکی از بالاترین‌ها در میان تلفن‌هاي هوشمند دانست. این گوشی از یک پردازنده گرافيكي ویژه به نام Mali-400MP استفاده كرده است که عملکردی باور نکردنی در پردازش‌های گرافیکی دارد. در ميان ساير پردازنده‌هاي گرافيكي مشهور بر روی پلتفرم تلفن‌های همراه مي‌توان به مدل Adreno 220 اشاره كرد.

Mali-400MP در برابر Adreno 220
Mali-400MP محصول شرکت ARM بوده كه در سال 2008 طراحی شده و نخستین GPU دنیاست که با استفاده از Open GL ES 2.0 سیستم گرافیکی موبایل را مدیریت می‌کند. همچنین با تغییراتی در ساختار معماری این مدل می‌توان امکانات سه بعدی محدودی را نیز از این پردازنده گرافیکی انتظار داشت. از نکات مهم این GPU می‌توان به قابلیت برنامه‌ریزی آن اشاره كرد و بدون هیچ مشکلی امکان برنامه‌ریزی کامل در معماری داده‌های این مدل فراهم خواهد بود.
در نقطه مقابل Adreno 220 در سال 2011 توسط شرکتQualcomm طراحی شده است و امکانات سه بعدی گسترده‌ای را برای کاربران فراهم خواهد نمود.برای مثال سیستم Post P rocess Shader effect در این پردازنده گرافیکی به راحتی اجرا مي‌شود و امکان ایجاد 88 میلیون چند ضلعي در ثانيه (تمامی آثار گرافیک کامپیوتری از تعدادی چندضلعي تشکیل شده‌اند که تعداد پردازش هم‌زمان این چندضلعي‌ها به عنوان معیاری برای قدرت یک پردازنده گرافیکی درنظر گرفته مي‌شود) را برای گوشي میزبان این GPU فراهم خواهد نمود. از دیگر قابلیت‌های مهم این سخت‌افزار می‌توان به قابلیت اجرای نرم‌افزارهای گرافیکی با رزولوشن بالا و در سطح پردازشی پایین اشاره نمود.

در مجموع بايد گفت آینده تلفن‌های همراه به عنوان یک محصولچندرسانه‌ای دیجیتال پیش‌بینی می‌شود. در این میان اموری مانند بازی‌های کامپیوتری و نرم‌افزارهای نیرومند گرافیکی با حضوري روزافزون بر روی پلتفرم موبایل حاضر شده‌اند.به همين سبب اغراق نخواهد بود اگر بگوييم آینده پردازنده‌هاي گرافيكي و صنعت تلفن همراه با یکدیگر گره خورده‌اند. باید دید که سرانجام كدام فناوري جدیدي و در چه زماني مي‌تواند فناوري موجود را از رده خارج كند. با اين‌حال نكته بديهي اين است كه حضور پرفروغ GPU‌ها برای حداقل چند سال آینده در تلفن‌هاي هوشمند قطعی خواهد بود. ​