دانلود مقالات ISI درباره واحد پردازش گرافیکی + ترجمه فارسی

واحد پردازش گرافیکی (به انگلیسی: Graphics Processing Unit) یا به اختصار GPU ابزاری اختصاصی برای رندر کردن گرافیکی (به طور طبیعی به نظر رسیدن تصویر) در کامپیوترهای شخصی، ایستگاه‌های کاری، یا در کنسول‌ های بازی است. این واحد گاهی اوقات واحد پردازش بصری یا VPU نیز نامیده می‌شود. ویژگی‌های واحدهای پردازش گرافیکی جدید برای پردازش و ارائه دادن کارهای دیداری (گرافیکی)، آن‌ها را بسیار کارآمدتر از واحدهای پردازش مرکزی یا CPU در پردازش الگوریتم‌های پیچیده کرده است. در واقع واحد پردازش گرافیکی همانند واحد پردازش مرکزی (به انگلیسی: Central Processing Unit) در کامپیوتر است ولی وظیفه اصلی آن پردازش اطلاعات مرتبط با تصاویر است. یک GPU معمولاً بر روی کارت‌های گرافیکی قرار می گیرد، اگرچه کارت‌های گرافیکی غیر حرفه‌ای مستقیماً بر روی بُرد مادر به صورت (OnBoard) قرار می‌گیرند. GPU ابزاری است شامل تعدادی عملگر ابتدایی گرافیکی، که باعث می‌شود نسبت به CPU در خلق تصاویر بر صفحه نمایشگر بسیار سریعتر عمل کنند. کمپانی‌های بسیاری در زمینه تولید GPU فعالند. در سال ۲۰۰۸، اینتل، انویدیا و AMD/ATI به ترتیب با ۴۹. ۵٪ و ۲۷. ۸٪ و ۲۰. ۶٪ از سهم بازار در صدر تولیدکنندگان GPU بودند. البته در این آمار، پردازنده‌های گرافیکی مجتمع با CPU اینتل نیز محاسبه شده‌اند. اگر آنها را در نظر نگیریم، انویدیا و ATI تقریباً کل بازار را در اختیار دارند. دو شرکت کوچکتر S3 Graphics و Matrox نیز به تولید GPU می‌پردازند. توابع محاسباتی پردازنده‌های گرافیکی مدرن از بیشتر قدرت خود برای محاسبات مربوط به گرافیک سه‌بعدی در کامپیوتر بهره می‌برند. پیشرفت‌های اخیر در GPUها باعث شده تا بتوانند از سایه‌زن‌های قابل‌برنامه‌ریزی بهره گیرند. بدین ترتیب با استفاده از این ویژگی می‌توان تصاویر را در سطح هندسی و بافت دستکاری نمود. از آنجا که بیشتر این محاسبات نیاز به محاسبات ماتریسی و برداری دارند، مهندسین و دانشمندان مطالعات خود بر روی کاربردهای غیرگرافیکی GPU را افزایش داده‌اند. یک نمونه از کاربردهای غیرگرافیکی پردازنده گرافیکی، تولید بیت‌کوین است، که برای حل معماها از یک واحد پردازش گرافیکی استفاده می‌گردد. رمزگشایی ویدئویی با GPU بیشتر GPUهای تولید شده از سال ۱۹۹۵ تا کنون از فواصل رنگی YUV که برای پخش ویدئوهای دیجیتالی بسیار مهم است، پشتیبانی می‌کنند، و بسیاری از GPUهای تولید شده از سال ۲۰۰۰ نیز از فرمت‌های MPEG پشتیبانی می‌کنند. این روند رمزگشایی ویدئو توسط سخت‌افزار که از دوبخش رمزگشایی و پردازش ویدئو تشکیل شده و توسط یک GPU انجام می‌گیرد را «رمزگشایی ویدئو توسط GPU» یا «رمزگشایی سخت‌افزاری ویدئو با GPU» می‌نامند. کارت‌های گرافیکی جدیدتر حتی می‌توانند ویدئوهای کیفیت بالای HD را نیز به صورت سخت‌افزاری بر روی خود کارت رمزگشایی نمایند، تا پردازنده درگیر آن نشود. مهم‌ترین APIها برای رمزگشایی ویدئو با GPU عبارتند از DxVA برای سیستم‌عامل مایکروسافت ویندوز، VDPAU، VAAPI، XvMC و XvBA برای لینوکس و سیستم‌عامل‌های مبتنی بر یونیکس. همه این رابط‌ها به غیر از XvMC قادرند ویدئوهای رمزگذاری شده با فرمت‌های MPEG-1، MPEG-2، MPEG-4 ASP، H. 264 یا DivX 6، VC-1، WMV، Xvid و DivX 5 را رمزگشایی کنند. روند رمزگشایی ویدئو توسط GPU روند رمزگشایی فرمت‌های ویدئویی به وسیله GPU به صورت زیر است: تصحیح تصویر ویدئو (mocomp) تبدیل معکوس کسینوسی گسسته (iDCT) تله‌سینه معکوس تبدیل معکوس کسینوسی گسسته اصلاح‌شده (iMDCT) فیلتر Deblocking محاسبات درون‌فریمی کوانتیزاسیون معکوس (IQ) رمزگشایی طول متغیر (VLD) تشخیص خودکار منایع خطاهای درهم‌تنش پردازش Bitstream و جانشانی نهایی پیکسل‌ها