GPU tích hợp – ưu và nhược điểm

Đồ họa tích hợp đề cập đến một GPU được tích hợp trong cùng một gói với CPU. Tuy thường bị chê bai nhưng đồ họa tích hợp lại mang lại rất nhiều lợi thế quan trọng.

Nhu cầu GPU chuyên dụng

Đồ họa máy tính hiện đại đòi hỏi rất nhiều công việc nâng cao như xử lý video độ nét cao hay kết xuất 3D. Mặc dù CPU có thể tạo đồ họa, nhưng thiếu kiểu kiến trúc phù hợp để thực hiện việc đó một cách nhanh chóng và hiệu quả. Đây là lý do tại sao GPU được tạo ra để tính toán các giá trị chính xác của hàng triệu pixel trong hàng chục hoặc hàng trăm lần mỗi giây. Mọi thiết bị điện toán, từ PC đến smartphone, đều có GPU trong đó.

Các máy tính hiện nay sử dụng GPU tích hợp hoặc chuyên dụng

Các máy tính duy nhất không có GPU thường là các máy chủ “không đầu” (headless server) được vận hành từ xa và chỉ hoạt động với CPU. Xét cho cùng, bất kỳ máy tính nào xuất nội dung ra màn hình ngày nay gần như chắc chắn đều có một GPU bên trong.

Đồ họa tích hợp so với đồ họa chuyên dụng

Khi mua một PC, bảng thông số kỹ thuật thường sẽ nói rằng máy tính đi kèm với đồ họa tích hợp hoặc chuyên dụng. Có một sự khác biệt lớn giữa hai cách tiếp cận này để đưa GPU vào máy tính.

GPU chuyên dụng là GPU có gói bộ xử lý độc lập riêng và có giải pháp làm mát riêng biệt. GPU chuyên dụng cũng có phần cứng và bộ nhớ quản lý năng lượng riêng, trông giống như một máy tính độc lập.

Trong máy tính để bàn, GPU chuyên dụng đi kèm với bảng mạch riêng thường được gọi là card đồ họa. Nó có khe cắm card vào bo mạch chủ của máy tính và thường cần nhiều điện hơn mức có thể được cung cấp thông qua khe cắm thẻ, vì vậy nó cũng có thể có các kết nối nguồn chuyên dụng riêng từ bộ nguồn của máy tính.

Đồ họa chuyên dụng trong máy tính xách tay đôi khi đi kèm dưới dạng gói có thể tháo rời. Thông thường chúng được hàn trực tiếp vào bo mạch chủ nhưng vẫn làm việc chuyên dụng như các thành phần riêng biệt với CPU. Với khả năng làm mát, bộ nhớ và nguồn năng lượng riêng.

Mặt khác, GPU tích hợp phải chia sẻ mọi thứ với CPU. Nó nằm trong cùng một gói bộ xử lý, được làm mát bằng cùng một bộ tản nhiệt và chia sẻ cùng một bộ nhớ hệ thống với CPU. Bo mạch chủ cung cấp phần cứng đầu ra màn hình cho phép người dùng kết nối màn hình ngoài, nhưng tất cả bộ não của GPU đều nằm trong gói của CPU.

Ưu điểm của đồ họa tích hợp

Ngoại trừ các CPU cao cấp, hầu như tất cả các CPU máy tính hiện nay đều có GPU tích hợp, vì vậy không bất ngờ khi nói mô hình GPU tích hợp là loại GPU phổ biến nhất hiện nay. Điều này bắt nguồn từ một số ưu điểm ở GPU tích hợp.

GPU tích hợp mang đến rất nhiều ưu điểm so với GPU chuyên dụng

- Chi phí: Việc đặt GPU vào silicon sẽ không tốn thêm nhiều chi phí đối với CPU, vì vậy hệ thống sử dụng GPU tích hợp sẽ rẻ hơn đáng kể so với các hệ thống có giải pháp GPU chuyên dụng.

- Sự phức tạp: Điều này đặc biệt liên quan đến máy tính xách tay, nơi mà mỗi không gian trống đều rất quan trọng. Bằng cách tích hợp GPU vào gói CPU, máy tính xách tay có thể nhỏ hơn đáng kể vì không cần tất cả các phần cứng hỗ trợ bổ sung để làm mát, cấp nguồn và kết nối một GPU chuyên biệt.

- Hiệu suất năng lượng: Việc quản lý mức tiêu thụ điện của một chip tích hợp dễ dàng hơn nhiều so với việc cân bằng nhu cầu của hai chip riêng biệt. Vì GPU và CPU được tích hợp chặt chẽ, chúng có thể đảm bảo mức năng lượng vừa khít với điện áp yêu cầu của gói CPU.

Laptop có GPU chuyên dụng thường cũng có GPU tích hợp, hệ điều hành sẽ tự động chuyển đổi giữa hai loại tùy thuộc vào ứng dụng đang sử dụng để tiết kiệm pin.

Nhược điểm của đồ họa tích hợp

Mặc dù GPU tích hợp là một ý tưởng hay, chúng cũng có những nhược điểm khiến nhiều người phải chuyển sang đồ họa chuyên dụng. GPU chuyên dụng có thể lớn hơn và tiêu hao năng lượng hơn nhưng có bộ nhớ chuyên biệt, hiệu suất cao được thiết kế đặc biệt cho nhu cầu của các ứng dụng đồ họa.

GPU chuyên dụng mang đến sức mạnh vượt trội hơn so với GPU tích hợp

Từ lâu, GPU tích hợp đồng nghĩa với hiệu suất kém, chỉ đủ tốt để sử dụng cho các tác vụ năng suất cơ bản và hạn chế về đa phương tiện. Tuy nhiên, điều đó không còn đúng nữa đối với năm 2022 vì công nghệ GPU tích hợp đã cải thiện rất nhiều, đủ sức gánh các game thông thường vốn không thực sự cần GPU chuyên dụng. Dẫu vậy, GPU chuyên dụng vẫn nhanh hơn nhiều so với GPU tích hợp.

Thiết kế GPU nào phù hợp ?

Nếu hiệu suất là điều quan trọng nhất khi nói đến đồ họa, người dùng nên mua một máy tính có GPU chuyên dụng. Nếu thời lượng pin, chi phí, nhiệt và tiếng ồn quan trọng hơn, giải pháp GPU tích hợp là thứ cần đến.

Nếu bo mạch chủ có khe cắm và nguồn điện đủ đáp ứng, người dùng máy tính để bàn hoàn toàn có thể lắp thêm GPU chuyên dụng vào hệ thống sau này, vì vậy họ có thể thử GPU tích hợp trên CPU trước để xem nó có đủ tốt cho nhu cầu của mình hay không.