FAQ - כרטיסי מסך (GPU) במחשבים ניידים

[QttP]

ב-FAQ זה נרכז את השאלות הנפוצות ביותר המתעוררות בנושא כרטיסי מסך במחשבים ניידים.

כל מי שיש לו שאלה או רעיון לשיפור ה-FAQ מוזמן לפנות אליי בפרטי.

ש:

האם לכל מחשב נייד יש כרטיס מסך?

ת:

לכל מחשב, נייד או שולחני חייב להיות שבב גרפי (GPU - Graphics Processing Unit) שאחראי על תצוגה.

כשמדובר במחשבים שולחניים, הGPU יכול להיות מובנה בלוח האם (integrated GPU), או על כרטיס חיצוני (discrete GPU). לעומת זאת, בניידים, משיקולי מקום, הGPU, גם אם אינו integrated, יהיה מולחם ללוח האם ולא על כרטיס נפרד.

למרות ההבדל הזה, הGPU ממלא במחשבים ניידים אותו תפקיד כמו במחשבים שולחניים. משום שהביטוי "כרטיס מסך" שגור בפי כולנו כשם נרדף לGPU, נמשיך להשתמש בו גם כשנדבר על GPU של מחשב נייד, על אף שמבחינה טכנית אין מדובר ב"כרטיס".

ש:

האם קיימים מחשבים ניידים עם יותר מכרטיס מסך אחד?

ת:

כן. יש שתי קטגוריות עיקריות של מחשבים ניידים כאלה:

1) ניידים עם GPU חזק מאוד שהוא למעשה שני GPU משולבים בתצורת SLI/Crossfire, כמו שקיים במחשבים שולחניים. ניידים כאלה נועדו להיות מכונות משחקים / מכונות 3d rendering ניידות. לרוב הם יהיו יקרים מאוד וגם גדולים (כדי לספק את המקום לשני שבבים גרפיים ולמערכת הקירור החזקה יותר שהם דורשים).

2) מחשבים עם מערכת גרפית משולבת (switchable/hybrid graphics). מחשב כזה מכיל גם GPU משולב בערכת השבבים (integrated), וגם GPU עצמאי (discrete), כאשר בכל רגע נתון אחד מהם פועל. במחשבים כאלה המטרה היא לשלב בין העוצמה של הGPU העצמאי ביישומים שבהם היא נדרשת לבין החסכוניות בחשמל של הGPU המשולב, במצב שבו לא נדרש כוח עיבוד גרפי.

ש:

האם אפשר לשדרג / להחליף כרטיס מסך במחשב נייד?

ת:

כפי שהוסבר בתשובה הראשונה, ברוב המוחלט של המחשבים הניידים (למעט מספר מקרים איזוטריים שא נתייחס אליהם בשלב זה) השבב הגרפי מולחם ללוח האם. לכן לא ניתן להחליפו בלי להחליף את הלוח כולו. משום שלוחות אם של מחשבים ניידים אינם סטנדרטיים, המבחר העומד בפני הלקוח מוגבל למעשה ללוחות המותאמים לאותו דגם ספציפי של מחשב שברשותו (בהנחה שהדגם נמכר במספר קונפיגורציות, עם כרטיסי מסך שונים).

כל זאת בלי להתייחס לכך שפעולת החלפת לוח במחשב נייד מסובכת משמעותית מאשר בשולחני, הזמינות של הלוחות נמוכה יותר ומחירם גבוה הרבה יותר.

עקב כך, מעשית - ניתן לראות בכרטיס מסך של מחשב נייד משהו שלא ניתן להחלפה/שדרוג, ועל כן יש חשיבות רבה לבחור מראש במחשב מתאים עם כרטיס מסך מתאים.

ש:

האם ניתן להוסיף למחשב נייד כרטיס מסך חיצוני (דרך מתאם כלשהו)?

ת:

כן. יש כמה אופציות, אך חשוב להבין את המטרות והמגבלות של כל אחד.

ראשית, קיימים מתאמים USB פשוטים שמספקים יציאות וידאו נוספות. ניתן להשתמש בהם על מנת להרחיב את התצוגה של הנייד למסכים נוספים. חשוב לדעת שכל מחשב נייד (שוב למעט חריגים ביותר) יודע להוציא תצוגה לעד שני מסכים (המסך המובנה + חיצוני, או שני מסכים חיצוניים). חלק מהניידים יודעים לתת אף יותר משניים. לכן פתרונות חיצוניים שימושיים רק אם יש צורך ביותר מסכים ממה שהנייד מסוגל לתת מראש.

המגבלה המשמעותית של פתרונות USB כאלה היא קצב עיבוד הנתונים / העברת הנתונים הנמוך שבו הם תומכים. לכן הם לא יהיו שימושיים לצפייה בוידאו ברזולוציה גבוהה וקצב תמונות גבוהה, וודאי שלא למשחקים. אך למטרת הרחבת שולחן העבודה עבור הצגת מסמכים / דפי אינטרנט וכדומה, הם עשויים להיות שימושיים.

פתרונות מסוג אחר מאפשרים חיבור כרטיס מסך שולחני רגיל למחשב הנייד, באמצעות תחנת עגינה שמתחברת לנייד ומספקת חריץ של PCI/PCI-Express לחיבור כרטיס המסך החיצוני. התחנה יכולה להיות ייעודית למחשב הנייד הספציפי (נפוץ במחשבים עסקיים) או גנרית שמתחברת למחשב באמצעות ExpressCard / Thunderbolt, ואז ניתן להשתמש בה בכל מחשב שבו קיים אחד החיבורים הנ"ל.

היתרון של פתרון כזה הוא שמקבלים כוח עיבוד של כרטיס חיצוני וקצב העברת נתונים שקרוב לזה שמקבלים בכרטיס מסך שולחני (אם כי לא בדיוק שווה). כך שפתרון כזה יאפשר גם סרטים וגם משחקים וגם עיבודי 3D. החסרון המרכזי של הפתרון הוא שהוא פוגם משמעותית בניידות המחשב, שכן הוא דורש "קופסה" חיצונית ולרוב גם מתח חיצוני. כמו כן, בחלק גדול מהמקרים אפשר להשתמש בפתרון רק תוך חיבור למסך חיצוני, ולא על המסך הפנימי של המחשב הנייד.

ש:

אני מעוניין להשתמש במחשב הנייד למשחקים. איזה כרטיס מסך אני צריך?

ת:

טווח הביצועים של כרטיסי מסך לניידים רחב כמעט כמו זה של כרטיסים שולחניים. טווח הדרישות שמשחקים מציבים לכרטיסי מסך רחב עוד יותר. על כן, אי-אפשר לתת תשובה מדויקת בלי לדעת באילו משחקים יש כוונה לשחק, באילו הגדרות, וכמה שנים מצפים מהמחשב להישאר אקטואלי.

ככלל אצבע, אם מתוכנן שימוש במשחקי תלת-מימד מודרניים, שווה להשקיע בכרטיס מסך חזק.

כדי לדעת בצורה יותר מפורטת, ניתן להיוועץ באתרים שמשווים כרטיסי מסך לניידים, ומציגים ביצועים של כרטיסים במשחקים ובנצ'מארקים שונים, ברזולוציות ורמות פירוט מגוונות, לדוגמת אתר Notebookcheck, שגם מתעדכן לעיתים קרובות:

טבלה השוואתית של פרמטרים של כרטיסי מסך וביצועים בגרסאות 3DMark שונות:

http://www.notebookcheck.net/Mobile-Graphics-Cards-Benchmark-List.844.0.html

סקירה יותר מפורטת של הכרטיסים השונים כולל מבחני ביצועים רבים:

http://www.notebookcheck.net/Comparison-of-Laptop-Graphics-Cards.130.0.html

ש:

אני לא מתכוון לשחק במשחקים במחשב, אך כן מעוניין לצפות בסרטי HD. איזה כרטיס מסך אני צריך?

ת:

באופן כללי, כבר כמה דורות, כל GPU, אפילו משולב (integrated) מכיל תמיכה בהאצת פיענוח של תכני HD. יתר על כן, המעבדים המודרניים לרוב חזקים מספיק כדי לפענח בעצמם סרטים, אפילו בFullHD ובקודקים מתקדמים, ללא עזרת הGPU. מעשית זה אומר, שלמטרות צפייה בסרטים, אין צורך להתייחס לכרטיס המסך כפרמטר חשוב.

ש:

מה לגבי תוכנות עיבוד תמונה / רנדור 3D / קידוד ודחיסה של וידאו / אחרות? האם יש חשיבות לכרטיס המסך?

ת:

לא ניתן לענות על כך חד-משמעית בלי לדעת באילו תוכנות מתכוונים להשתמש, ואיזה סוג עבודה מתכוונים לבצע. תוכנות מסוימות עושות שימוש במעבד בלבד, אחרות יכולות להיעזר בכרטיס מסך, אך שיפור הביצועים המתקבל יהיה לא משמעותי, ואחרות עושות שימוש כבד בכרטיס מסך, מה שהופך אותו למרכיב קריטי. קיימות גם תוכנות גרפיות מקצועיות שעובדות היטב (או בכלל) רק על כרטיסים גרפיים מיוחדים הפונים לשוק המקצועני (כמו FireGL/Quadro). לכן חשוב לבדוק לעומק את הנושא, ומומלץ להיוועץ במקורות ידע ספציפיים לתוכנות המדוברות (כגון משתמשים אחרים, פורומים באינטרנט העוסקים בהן וכו').

ש:

אם כבר הזכרנו כרטיסי FireGL/Quadro - האם זה נכון שהם מיועדים רק לעיבוד גרפי ולא יתאימו לסרטים/משחקים?

ת:

באופן כללי - לא, זה לא נכון. מתחת לפני השטח, המעבדים הגרפיים בדגמי FireGL/Quadro הם אותם מעבדים גרפיים שמשתמשים בהם בRadeon/GeForce, כאשר לכל FireGL קיים Radeon מקביל ולכל Quadro יש GeForce מקביל. הביצועים בין הדגמים המקבילים יהיו קרובים עד זהים. עם זאת, קיימים שני מכשולים פוטנציאליים:

1) הדרייברים שמשתמשים בהם בכרטיסים המקצועיים שונים מאלה של הכרטיסים הסטנדרטיים, ולפעמים עשויים לגרום לבעיות ביצועים או תאימות עם חלק מן המשחקים. ניתן לפתור את הבעיה ע"י התקנת דרייבר מתאים המיועד לגרסה ה"לא מקצועית" של הכרטיס, אך לעיתים הדבר דורש התעסקות כלשהי.

2) בשל השוק שאליו פונים, דגמי FireGL/Quadro יקרים משמעותית מאשר הRadeon/GeForce המקבילים להם. יש לכך השלכות מיידיות גם למחיר המחשב הנייד כולו. על כן, לרוב אין טעם להשקיע בנייד עם כרטיס מקצועי למטרת משחקים, כי באותו מחיר אפשר לקבל דגם אחר עם כרטיס סטנדרטי חזק יותר.

ש:

איך ביצועים של כרטיסי מסך של ניידים משתווים לאלה של כרטיסים שולחניים?

ת:

חשוב להבין דבר אחד מרכזי. יצרני הGPU משתמשים באותם שמות לסדרות הכרטיסים השולחניים והניידים, כאשר ההבדל בין דגם שולחני לדגם נייד מתבטא בתוספת האות M או המילה Mobile/Mobility. לדוגמה - GeForce 9600GT מול GeForce 9600M GT, או Radeon 6770 מול Mobility Radeon 6770 / 6770M. למרות שהשם כמעט זהה, בפועל מדובר במוצרים שונים לחלוטין!

מתוקף ההגבלות הקיימות במחשב נייד (הצורך לעמוד בדרישות נוקשות של מקום, צריכת חשמל ופליטת חום) - הדגמים הניידים ה"מקבילים" יהיו לרוב חלשים משמעותית מ"אחיהם" השולחניים - לפעמים מדובר בליבה גרפית מסורסת, או אפילו ליבה שונה לגמרי בין הגרסה הרגילה לגרסת הMobile של אותו כרטיס. ההבדלים בביצועים יכולים להיות כמה עשרות אחוזים עד מעל ל100%.

אתרים מעטים מבצעים השוואות בין כרטיסי מסך שולחניים לניידים, אך ניתן לקבל אומדן טוב ע"י השוואת מבחני ביצועים באתרים דוגמת Notebookcheck (בקישור למעלה) עם תוצאות של כרטיסים שולחניים במיטב האתרים ברשת.

ש:

כיצד כרטיס מסך משפיע על חיי סוללה של מחשב נייד?

ת:

באופן כללי - כרטיס מסך חזק הוא בין הצרכנים הכבדים ביותר של חשמל במחשב מודרני (גם כשעוסקים בגרסאות הניידות המוחלשות). לכן, תהיה לו השפעה שלילית על חיי הסוללה, עד כדי קיצור משמעותי. בדיוק מהסיבה הזו, בדורות האחרונים של הניידים עולה הפופולריות של מערכות גרפיות היברידיות/switchable (שהזכרנו לעיל), שבהן המחשב בוחר דינמית בין כרטיס המסך העצמאי לבין המשולב לפי הצורך בכל זמן נתון. במחשבים כאלה השפעתו של כרטיס המסך על זמן הסוללה יהיה קטן עד לא קיים.