Для чего нужна видеокарта?

Видеокарта — неотъемлемый компонент многих видов современных компьютерных систем, обрабатывающих и выводящих графическую информацию на дисплей. Она играет ключевую роль в задачах, которые связаны с визуализацией: проектирование, редактирование видеороликов, игры и иные вычислительные процессы, где требуется обработка графики.

В контексте серверов видеокарта обычно не применяется для тех же задач, как в домашних или игровых ПК. Серверы чаще обрабатывают данные, и работа видеокарты часто остается минимальной. Вместе с этим, в ситуации с серверами виртуализации рабочих станций либо при решении графически интенсивных вычислительных задач, графические карты становятся важным сегментом серверного оборудования.

Устройство

Традиционно видеокарты представлены следующими элементами:

• Графический процессор (GPU). Это «сердце», выполняющее вычислительные процессы и обрабатывающее графику.
• Видеопамять (VRAM). Хранит текстуры буферов кадров и иные графические данные.
• Шина. Представляет собой интерфейс между GPU и основной системной памятью компьютера.
• Выходы. HDMI, DisplayPort, DVI и другие применяются, чтобы подключить устройство к монитору.
• Система охлаждения. Требуется для контроля температуры GPU.

Характеристики

Можно выделить ряд ключевых характеристик, которые определяют производительность видеокарты:

• Тактовая частота GPU. Измеряется в герцах (Hz) и указывает, как быстро GPU может обрабатывать информацию.
• Объем VRAM. Рассчитывается в гигабайтах (Гб) и указывает на объем памяти, доступный для хранения данных.
• Ширина шины. Измеряется в битах и определяет пропускную способность между GPU и VRAM.
• Количество ядер. Указывает на число параллельных вычислительных единиц в GPU.

Типы графических карт

Можно выделить несколько популярных видов видеокарт:

• Интегрированные. Встроены прямо в материнскую плату или процессор. Обычно имеют меньшую производительность, но используют меньше энергии.
• Дискретные. Отдельные устройства, устанавливаемые в слоты расширения компьютера. Для них характерна повышенная производительность с большим объемом VRAM.
• Профессиональные (рабочие станции). Созданы, чтобы решать спецзадачи, к примеру, 3D-моделирование и др.

Для подбора и покупки оптимальной модели графической карты для серверов можно обратиться к специализированным ресурсам, посвященным серверному оборудованию. Такие площадки предоставляют детальные сведения и помощь в выборе нужного оборудования с учетом требований вашего бизнеса.

Программное обеспечение

В рамках серверного использования графических карт не последняя роль отводится драйверам и специальному ПО. Драйверы обеспечивают совместимость и корректное взаимодействие видеокарты с серверной ОС. Кроме того, специализированное ПО может оптимизировать реализацию вычислительных процессов, среди которых обработка больших данных или применение технологий искусственного интеллекта.

Использование видеокарт в майнинге криптовалют

В контексте серверов применение видеокарт для майнинга криптовалюты стало популярным в последние годы. Высокопроизводительные графические карты могут эффективно выполнять алгоритмы шифрования, что делает их идеальным инструментом для майнинга. Однако надо принимать во внимание повышенное энергопотребление и тепловыделение при подобной эксплуатации. При рассмотрении видеокарт для майнинга на серверах стоит учитывать следующие аспекты:

• Производительность. Высокая эффективность графического процессора нужна для увеличения эффективности майнинга.
• Энергопотребление. Оптимизация энергопотребления может повысить доходность майнинга.
• Охлаждение. Эффективное охлаждение нужно для стабильного и продолжительного функционирования графической карты в условиях серьезной нагрузки.
• Совместимость с программным обеспечением. Не все видеокарты совместимы с софтом для майнинга.
• Долгосрочная надежность. Графические карты, применяемые для майнинга, подвергаются высоким нагрузкам, поэтому выбор надежных и проверенных моделей критичен для предотвращения отказов.
• Стоимость. Окупаемость инвестиций в видеокарты зависит от их стоимости и потенциального дохода от майнинга.

3D-ускорители

3D-ускорители в серверных видеокартах применяются реже, чем в потребительских решениях. Вместе с этим, когда разговор заходит о виртуализированных графических станциях либо о серверах для рендеринга, 3D-ускорители становятся обязательным решением. Они позволяют мгновенно обрабатывать графические данные, что критично для ряда профильного программного обеспечения.

Графический процессор

GPU – сердце любой видеокарты. В серверах GPU часто используются для параллельных вычислений. Они могут обрабатывать множество потоков одновременно, поэтому идеальны для задач, требующих повышенной производительности (машинное обучение, научные расчеты и анализ больших данных).

Видеопамять

Видеопамять служит для сохранения графической информации, обрабатываемой GPU. В серверных графических картах количество видеопамяти может варьироваться в соответствии с задачами сервера. Высокопроизводительные серверные задачи (виртуализация, обработка графики или анализ информации) требуют серьезного объема видеопамяти для оптимальной работы.

Видеоконтроллер

Видеоконтроллер — часть графической карты, управляющей выводом графических данных на монитор. В контексте серверов, где дисплейная подсистема может не быть приоритетом, видеоконтроллер обычно обеспечивает базовые функции отображения для мониторинга и управления сервером.

Видео-ПЗУ

Видео-ПЗУ — это постоянное хранилище на видеокарте, содержащее прошивку, которая инициализирует видеокарту при старте сервера. Это ПЗУ также может содержать базовые алгоритмы и функции для работы графической подсистемы до загрузки основных драйверов операционной системы.

Интерфейс

Интерфейс определяет, как видеокарта соединяется с сервером. Самыми популярными интерфейсами для серверных видеокарт являются PCI Express (PCIe) и MXM (для мобильных или компактных серверных решений). Выбор интерфейса зависит от материнской платы сервера и конкретных требований к пропускной способности или форм-фактору. При выборе видеокарты для серверного оборудования необходимо учитывать следующие интерфейсы:

• PCI Express (PCIe). Наиболее распространенный интерфейс в современных серверах. Имеет несколько версий (1.x, 2.x, 3.x, 4.x) с различной пропускной способностью.
• Устаревший интерфейс, который использовался до появления PCIe. В современных серверах практически не встречается.
• Еще один устаревший интерфейс, который был популярен до появления AGP и PCIe.
• Интерфейс для мобильных видеокарт, используемых в некоторых серверных решениях, предназначенных для компактного размещения.
• Очень старый интерфейс, который в настоящее время не используется, но может встречаться в очень старом серверном оборудовании.

Коннектор

Коннектор на видеокарте определяет, как видеокарта будет подключаться к внешним устройствам или дисплеям. В случае с серверами, где графический вывод может не являться основным приоритетом, обычные коннекторы могут иметь тип VGA и DVI. Однако некоторые современные серверные конфигурации могут иметь порты HDMI или DisplayPort для улучшенного качества графической передачи, если требуется заказчику.

Система охлаждения

Чтобы обеспечить стабильную и надежную работу видеокарты в сервере критически важна эффективная система охлаждения. Серверные видеокарты могут использовать пассивные радиаторы либо, наоборот, активные вентиляторы, с учетом тепловыделения и требований к вентиляции корпуса сервера. При планировании интеграции видеокарты в серверное решение необходимо учитывать параметры охлаждения. Правильно подобранная система охлаждения для видеокарт в серверных решениях предоставляет следующие преимущества:

• эффективное отведение тепла, что улучшает производительность и увеличивает срок службы оборудования;
• снижение уровня шума, что создает менее шумное окружение в центрах обработки данных;
• уменьшение риска перегрева, что снижает вероятность отказа оборудования и потери данных;
• экономия энергии за счет оптимизированного потребления и уменьшения нагрузки на систему кондиционирования воздуха;
• возможность настройки и мониторинга параметров охлаждения для оптимальной работы;
• упрощение обслуживания и замены благодаря модульным решениям и хорошему доступу к компонентам.

Если вам необходимо выбрать оптимальную видеокарту для вашего серверного решения, вы можете воспользоваться онлайн конфигуратором сервера, который поможет определиться с наилучшими компонентами.

Дискретные видеокарты

Это отдельные устройства, устанавливаемые в слоты расширения сервера. Устройства такого типа обычно имеют лучшую производительность по сравнению со встроенными графическими решениями и применяются в серверах, где нужна высокая графическая мощность или реализация соответствующих вычислительных процессов.

Встроенная графика

Встроенная графика означает, что графический контроллер интегрирован непосредственно в ЦП или материнскую плату сервера. Это решение часто используется в бюджетных или энергоэффективных серверах, где графическая производительность не является приоритетом. Встроенная графика обычно потребляет меньше энергии и требует меньше пространства по сравнению с дискретными видеокартами.

Гибридные решения

Гибридные решения сочетают в себе характеристики встроенной графики и дискретных видеокарт. В контексте серверов это может позволить оптимизировать производительность и энергопотребление, предоставляя графическую мощь при необходимости и переключаясь на более экономичную встроенную графику при отсутствии графически интенсивных задач.

GPGPU

GPGPU (General-Purpose Graphics Processing Unit) относится к применению процессора видеокарты для выполнения общих вычислительных задач, которые не связаны с графикой. В серверной среде подобный подход заметно ускоряет обработку данных. GPGPU требует специализированного ПО и кода, оптимизированного для параллельной обработки на GPU.

Внешние видеокарты

Это дополнительные устройства, подключаемые к серверу через внешние интерфейсы, к примеру, Thunderbolt или USB-C. Неплохое решение для серверов со скромным пространством или для предоставления графической производительности системам без слотов расширения. Применение внешних видеокарт в серверных решениях может иметь следующие преимущества:

• улучшенная графическая производительность без необходимости замены или модернизации всего сервера;
• гибкость в добавлении или замене графических ресурсов в соответствии с требованиями;
• возможность использования соответствующих графических карт, оптимизированных под конкретные задачи (например, GPGPU или 3D-рендеринг);
• экономия энергии, так как внешние видеокарты работают только в процессах графической обработки;
• упрощение процесса обновления, так как внешние карты легче заменять и настраивать;
• возможность подключения нескольких внешних видеокарт к одному серверу для обеспечения максимальной графической производительности.

Драйвер устройства

Драйвер устройства — это программное обеспечение, которое обеспечивает взаимодействие операционной системы сервера с видеокартой. В контексте серверов важно уделять внимание обновлениям драйверов, так как они могут включать в себя оптимизации производительности, улучшения безопасности и поддержку новых функций. Для серверных приложений также критично поддерживать совместимость драйверов с используемым программным обеспечением.

Высококвалифицированные специалисты компании ittelo прекрасно знают, как правильно подобрать видеокарту для серверов, поэтому в каждом отдельном случае смогут профессионально вас проконсультировать и помочь с выбором подходящего по требованиям и бюджету решения.