واحد پردازش مرکزی یا همان CPU را می‌توان مغز یک کامپیوتر دانست. در کنار این اصطلاح، حتما نام APU را نیز شنیده‌اید. در این مقاله قصد داریم به توضیح واحد پردازشی شتاب یافته یا همان APU بپردازیم. پیشنهاد می‌کنیم که در ادامه با ما همراه باشید.

همان‌طور که شاید بدانید، پردازنده مرکزی توان انجام محاسبات گرافیکی را ندارد. جهت جبران این نقص، واحد پردازش گرافیکی (GPU) وظیفه انجام این کار را به‌صورت اختصاصی بر عهده می‌گیرد. در هر صورت، طراحی و تولید دو واحد پردازشی جهت مدیریت این اطلاعات تا حدودی ناکارآمد است. در واقع راه‌کار این مسئله را باید همان APU دانست.

APU چیست؟

واحد پردازشی تسریع یافته بدین دلیل طراحی شده تا بتواند دو نوع پردازنده را در قالب یک قطعه در خود جای دهد. در این باره باید بگوییم که چنین قطعه‌ای دربردارنده مواد نیمه‌هادی بوده و انبوهی از مدارها را در خود جای می‌دهد. به‌هرحال، قرار دادن دو مدار در یک قطعه را نمی‌توان ایده‌ای پیشرفته دانست.

در حقیقت، تصمیمات مربوط به طراحی و تولید است که می‌توان عملکرد رایانه شما را تعیین کند. کاهش اندازه واحدهای پردازشی هزینه را نیز کاهش داده و همین موضوع در حین بهبود عملکرد، فضا را برای سایر انواع واحدهای پردازشی دیگر نیز باز می‌کند. هر چه قطعات و اجزا به یکدیگر نزدیک‌تر باشند، آنگاه نرخ انتقال نیز بهبود یافته و همچنین میزان مصرف انرژی نیز کاهش خواهد یافت. اگر تابه‌حال نیز نام APU به گوشتان نخورده، احتمال فقط یک دلیل داشته و آن نیز این است که این اصطلاح به‌صورت اختصاصی توسط شرکت AMD به کار برده می‌شود.

مزایای APU

هنگامی‌که قصد ارتقای پردازنده مرکزی و یا کارت گرافیک خود را داشته باشید، آنگاه مسائل می‌توانند پیچیده شوند. در بازار سخت‌افزار با نام‌های متعدد و مشابه روبه‌رو شده و همچنین هرکدام از قطعات نیز ویژگی‌های خاص خود را دارند. در هنگام عرضه محصولی جدید، تولیدکنندگان مانورهای بسیاری بر روی پیشرفت‌های آن می‌دهند، هر چند که گاهی اوقات این قضیه حتی در تست‌های بنچمارک نیز قابل مشاهده نیست.

البته این موضوع طبیعی است، زیرا هر شرکتی می‌خواهد که محصولات خود را به فروش برساند. بنابراین اگر باور چندانی به پردازنده‌های APU نداشته باشید، آنگاه به شما حق می‌دهیم. در هر صورت مزایایی واقعی در استفاده از این فناوری وجود دارند. قطعا سریع‌ترین تغییری که مشاهده خواهید کرد، مربوط به عملکرد رایانه شما می‌شود.

اگر رایانه شما پیش‌تر از یک پردازنده مرکزی و یک واحد گرافیک داخلی (IGP) استفاده می‌کرده، آنگاه با خرید یک APU، شاهد جهشی بزرگ در عملکرد رایانه خود خواهید بود. وظایف مختلف سریع‌تر انجام خواهند شد، پخش ویدیوها روان‌تر خواهد بود و اینکه در نهایت، سرعت کلی کامپیوتر شما افزایش خواهد یافت. در بلندمدت نیز کاهش مصرف انرژی را تجربه خواهید کرد.

هر چند که این موضوع جهش بزرگی به حساب می‌آید، اما در هر صورت، کاهش واقعی مصرف انرژی در کمترین حد خود خواهد بود. با توجه به مسئله گرمایش جهانی، بسیاری از کاربران خواهان کاهش مصرف انرژی دستگاه‌های خود هستند. در صنعت فناوری، میزان مصرف انرژی یکی از مهم‌ترین مباحث و مشخصه‌های رقابت میان تولیدکنندگان است. 

ازآنجایی‌که دو پردازنده در یک قطعه جای می‌گیرند، پس می‌توانند منابع را نیز با یکدیگر به اشتراک بگذارند. این موضوع باعث می‌شود که رایانه شما کارآمدتر شده، سرعت آن افزایش یابد و همچنین هزینه‌های تولید سخت‌افزار نیز کمتر شوند. به همین دلیل APU‌ها یکی از گزینه‌های باارزش و مقرون‌به‌صرفه جهت ارتقای سخت‌افزار رایانه‌های شخصی هستند.

 آیا باید یک APU خریداری کنید؟

با وجود بهبود عملکرد پردازنده‌های APU، تصمیم‌گیری در مورد خرید یا عدم خرید این سخت‌افزارها چندان آسان نیست. اولین موردی که باید به آن توجه کرد این است که APU‌های شرکت AMD در واقع فقط نوعی از واحدهای پردازشی ترکیبی هستند. اینتل و سایر تولیدکنندگان نیز سخت‌افزارهایی را تولید می‌کنند که تمامی ویژگی‌های یک APU به جز نام آن را دارا هستند.

یا توجه به اینکه قادر خواهید بود دستگاه‌هایی را خریداری کنید که ظاهر و عملکردی شبیه به پردازنده‌های APU دارند، شاید از خود بپرسید که چرا باید APU‌های شرکت AMD را خریداری کنید؟ درحالی‌که سایر تولیدکنندگان توجه خود را تنها به تولید پردازنده‌های ترکیبی معطوف کرده‌اند، شرکت AMD همچنان به تولید طیف گسترده‌ای از پردازنده‌های مرکزی، پردازنده‌های گرافیکی و APU‌ها ادامه می‌دهد.

همچنین باید این موضوع را نیز در نظر داشت که هر چند یک APU نسبت به گرافیک سرخود مادربورد (IGP) شما برتری دارد، اما همچنان در مقابل کارت گرافیک‌های مجزا، حرفی برای گفتن ندارد! اگر از رایانه خود جهت بازی کردن و یا ویرایش ویدیو استفاده می‌کنید، آنگاه خرید یک APU تنها بهبودهای جزئی را به شما پیشنهاد می‌دهد.

در این دو مورد بهتر است که یک پردازنده مرکزی و یک کارت گرافیک مجزای رده بالا را خریداری کنید. علاوه بر این، APU‌ها زمانی کارآمد بودند که برای اولین بار در سال 2011 روانه بازارها شدند، اما همه ما می‌دانیم که فناوری از آن زمان، پیشرفت زیادی را تجربه کرده است. از زمانی که پردازنده‌های ترکیبی به یک استاندارد صنعتی تبدیل شده‌اند، طراحان نیز به دنبال شیوه‌هایی جهت بهبود جنبه‌های مختلف این سخت‌افزارها هستند. همین موضوع باعث شد تا APU‌ها به سمت سیستم‌های سوار بر تراشه (SoC) سوق داده شوند.

تکامل واحدهای پردازشی شتاب یافته

شرکت AMD در ژانویه 2011 اولین پردازنده شتاب یافته خود را روانه بازارها کرد. همان‌طور که پیش‌تر نیز اشاره کردیم، این شرکت جهت ترکیب دو نوع واحد پردازشی در قالب یک قطعه، از اصطلاح بازاریابی APU استفاده می‌کند. در هر صورت، این غول آمریکایی تنها شرکتی نبود که به دنبال کسب منافع در این حوزه می‌گشت.

اینتل نیز توسعه پردازنده‌های ترکیبی مختص به خود را آغاز کرد و آن‌ها را تحت عناوین مختلف، راهی بازارها کرد. بر اساس قانون مور، هزینه تولید پردازنده‌ها کاهش یافته و در عین حال نیز قابلیت‌های آن‌ها افزایش می‌یابد. APU را می‌توان اولین قدم در راه تکامل پردازنده‌های رایانه‌ای و تولید قطعات الکترونیکی دانست.

اگر ادغام دو پردازنده در قالب یک سخت‌افزار بتواند مزیت‌های عملکردی را به همراه داشته باشد، آنگاه تراکم بیشتر نیمه‌هادی‌ها نیز می‌تواند چنین نتیجه‌ای به همراه داشته باشد. این موضوع باعث ایجاد طراحی‌های SoC شد.

SoC‌ها نوعی از تراشه‌ها هستند که انبوهی از قطعات حیاتی را بر روی خود جای می‌دهند. مزایای طراحی APU (کاهش مصرف انرژی، تولید گرمای کمتر و بهبود عملکرد) نیز در این مورد صدق می‌کنند. طراحی SoC‌ها در بحبوحه انفجار تولید دستگاه‌‎های موبایلی به وجود آمد؛ یعنی حدودا مصادف با عرضه اولیه پردازنده‌های APU. نیاز بود تا دستگاه‌های موبایلی همانند گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها، در قیاس با همتایان دسکتاپی خود از قیمت کمتر و همچنین قابلیت حمل‌پذیری بهتری برخوردار باشند. در نهایت اینکه SoC نیز به یک استاندارد صنعتی تبدیل شده و این موضوع تنها به لطف دستاوردهای طراحی APU‌ها میسر شده است.

درحالی‌که APU‌‌ها در فرایند توسعه پردازنده‌ها بسیار مفید بوده‌اند، اما امروزه بیشتر شبیه به یادگارهایی از دوران گذشته هستند. این واحدهای پردازشی را می‌توان رابطی میان پردازنده‌های مرکزی و گرافیکی مجزا و همچنین طراحی‌های امروزی SoC دانست. در هر صورت، توان ترکیبی این سخت‌افزارها، مزیت‌هایی را نسبت به گرافیک‌های آنبورد ارائه می‌دهد.

نوشته هر آنچه که بایستی در رابطه با APU (واحد پردازشی شتاب یافته) بدانید اولین بار در اخبار تکنولوژی و فناوری پدیدار شد.