کارت گرافیک سرور چیست؟ معرفی انواع و کاربردهای آن

سرورهای اختصاصی GPU به سرورهایی گفته می‌شود که مجهز به یک یا چند واحد پردازش گرافیکی (GPU) هستند و به‌طور خاص برای انجام محاسبات پیچیده ریاضی و گرافیکی طراحی شده‌اند. پردازنده‌های گرافیکی می‌توانند محاسبات پیچیده را بسیار سریع‌تر از پردازنده‌های مرکزی انجام دهند و برای کارهایی که نیاز به پردازش موازی کلان داده‌ها را دارند، مناسب‌تر هستند. یکی از مواردی که باید هنگام خرید سرور hp به آن توجه کنیم، نوع و کارایی کارت گرافیک آن است. بنابراین در این مطلب ابتدا به شرح کارایی کارت گرافیک سرور می‌پردازیم و در ادامه بهترین کارت GPU سرور را با تفکیک برند معرفی می‌کنیم.

کارت گرافیک سرور چیست؟

کارت گرافیک سرور، کارتی قدرتمند برای استفاده در سرورها و محیط‌های سروری است. از این نوع کارت‌ گرافیک به منظور پشتیبانی از عملکردهای گرافیکی و پردازش تصاویر سطح بالا در سرورها و مراکز داده استفاده می‌شود.

کارت گرافیک سرور اغلب دارای توان پردازشی بالا، حافظه گرافیکی زیاد و قابلیت‌های مدیریتی قدرتمند است. این کارت‌ها اغلب برای انجام محاسبات و پردازش برنامه‌های گرافیکی پیچیده، سرویس‌های استریم ویدیویی و پردازش تصاویر با حجم بالا استفاده می‌شوند.

همچنین، کارت گرافیک سرور از تعداد بسیار زیادی هسته‌ پردازشی گرافیکی و تکنولوژی‌های موازی پشتیبانی می‌کند تا بتواند به صورت همزمان و همروند تعداد زیادی عملیات گرافیکی را انجام دهد.

کارت GPU سرور در محیط‌های سروری پردازش تصاویر را بهبود می‌بخشد و در صنایعی مانند فناوری اطلاعات، مخابرات، بانک‌داری، سیستم‌های تصویربرداری پزشکی و سیستم‌های ابری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

چه تفاوتی بین کارت گرافیک سرور و کارت گرافیک معمولی وجود دارد؟

کارت گرافیک سرور و کارت گرافیک معمولی یا مصرف‌کننده (Consumer Graphics Card) در نحوه استفاده، عملکرد و ویژگی‌های تخصصی تفاوت دارند. برخی از تفاوت‌های اصلی به شرح زیر است:

• عملکرد و قدرت پردازش: کارت گرافیک سرور برای پردازش موازی و بارگذاری کارهای گرافیکی سنگین در سرورها طراحی شده‌است. آن‌ها دارای توان پردازش بالا و هسته‌های گرافیکی بیشتری هستند که قدرت پردازش بالاتری را فراهم می‌کنند. در مقابل، کارت‌های گرافیک معمولی برای استفاده در رایانه‌های شخصی و بازی‌های کامپیوتری طراحی شده‌اند و تمرکزشان بر عملکرد گرافیکی و کیفیت تصویر است.
• حافظه و پهنای باند: کارت گرافیک سرور دارای حافظه گرافیکی بزرگتر و پهنای باند بالاتری است. این ویژگی‌ها به آن‌ها کمک می‌کنند تا کلان داده‌ها را به طور موثر پردازش کنند و عملکرد بهتری در بارگذاری و پردازش تصاویر و ویدئوها داشته باشند. کارت‌های گرافیک معمولی نیز حافظه و پهنای باند قابل قبولی دارند، اما کمتر از کارت GPU سرور است.

کارت GPU سرور چه کاربردی دارد؟

سرورهای دارای کارت گرافیک مجزا که به نام سرورهای gpu شناخته می‌شوند؛ اغلب در صنایعی مانند ویرایش ویدئو و عکس، یادگیری ماشین، بازی‌سازی و تحقیقات علمی استفاده می‌شوند، جایی که محاسبات با کارایی بالا حیاتی است.

1- رندرینگ

سرورهای اختصاصی مجهز به کارت‌های گرافیک پیشرفته می‌توانند برای طراحی مدل‌های گرافیکی، بهبود عملکرد برنامه‌های طراحی سه بعدی و غیره استفاده شوند. این سرورها میزبان نرم‌افزارهای طراحی گرافیک، نرم‌افزارهای مدل‌سازی سه بعدی، نرم‌افزارهای ویرایش ویدئو و سایر ابزارهای طراحی بصری هستند.

یک سیستم دارای کارت GPU سرور می‌تواند وظایفی مانند رندر کردن مدل‌های سه بعدی، اعمال جلوه‌های بصری پیچیده و پردازش تصاویر با وضوح بالا را سریع‌تر از سیستم‌های سنتی مبتنی بر پردازنده مرکزی انجام دهد. همچنین می‌تواند به طور قابل توجهی بهره‌وری و کارایی طراحان گرافیک را بهبود ببخشد.

2- یادگیری عمیق و یادگیری ماشین

سرورهای مبتنی بر GPU ابزار مهمی در یادگیری ماشین و یادگیری عمیق هستند، زیرا می‌توانند فرآیند آموزش و استنتاج شبکه‌های عصبی را شتاب ببخشند. شبکه‌های عصبی مولفه کلیدی بسیاری از الگوریتم‌ها هستند و برای آموزش به حجم گسترده‌ای از کلان داده‌‌ها و قدرت پردازشی بالا نیاز دارند.

با استفاده از یک سرور اختصاصی مجهز به کارت‌های گرافیک، دانشمندان داده و مهندسان یادگیری ماشین می‌توانند مدل‌ها را بسیار سریع‌تر از یک پردازنده مرکزی، آموزش داده و اجرا کنند. رویکرد فوق پیشرفت‌های قابل‌توجهی در دقت و عملکرد مدل‌های یادگیری ماشین و همچنین کوتاه‌تر شدن فرآیند توسعه و استقرار مدل‌ها دارد.

سیستم‌های مجهز به کارت گرافیک سرور ابزاری ضروری برای شرکت‌ها یا افرادی هستند که در زمینه هوش مصنوعی کار می‌کنند. این سرورها به متخصصان اجازه می‌دهند مدل‌های پیچیده‌تری را آموزش داده و اجرا کنند و کلان داده‌ها را سریع‌تر و کارآمدتر پردازش کنند.

3- بازی ‌سازی

صنعت بازی اغلب از سرورهای GPU با قدرت گرافیکی بالا برای باز‌ی‌های ویدیویی باکیفیت استفاده می‌کنند. وقتی صحبت از بازی می‌شود، عملکرد یک GPU بسیار مهم است، زیرا نرخ فریم، وضوح و کیفیت بصری کلی بازی را تعیین می‌کند.

سرورهای GPU اغلب برای سرویس‌های بازی ابری استفاده می‌شوند، جایی که بازی‌ها به جای اجرای محلی روی دستگاه پخش‌کننده، از طریق اینترنت پخش می‌شوند. این قابلیت به گیمرها اجازه می‌دهد تا به بازی‌های باکیفیت بدون نیاز به سخت‌افزار گران‌قیمت دسترسی داشته باشند. از سویی دیگر به توسعه‌دهندگان بازی نیز اجازه می‌دهد تا مخاطبان بیشتری جذب کنند.

با سیستم‌های مجهز به کارت گرافیک سرور که برای بازی طراحی شده‌اند، توسعه‌دهندگان  و ناشران بازی می‌توانند تجربه بازی یکپارچه‌تری را به گیمرها ارائه دهند. این سرورها اغلب در مراکز داده با اتصالات اینترنتی پرسرعت و پردازنده‌های گرافیکی قدرتمند قرار دارند که می‌توانند به طور همزمان نیازهای چند بازیکن را برطرف کنند. همچنین، بازیکنان می‌توانند از هر جای دنیا به سرور متصل شوند و از تجربه بازی روان و بدون تاخیر لذت ببرند.

4- تحقیقات علمی

سرورهایی که به صورت اختصاصی به عنوان سرور گرافیگی تعریف می‌شوند، به طور گسترده در شبیه‌سازی‌های علمی برای تسریع در محاسبه و تجزیه و تحلیل کلان داده‌ها استفاده می‌شوند. بسیاری از شبیه‌سازی‌های علمی به قدرت پردازشی قابل توجهی نیاز دارند، به ویژه آن‌هایی که شامل محاسبات با کارایی بالا (HPC)، شبیه‌سازی در مقیاس بزرگ و الگوریتم‌های یادگیری ماشین هستند که پیش‌تر به آن‌ها اشاره شد.

پردازنده‌های گرافیکی می‌توانند محاسبات زیادی را به صورت موازی انجام دهند که برای کارهایی مانند شبیه‌سازی سیستم‌های فیزیکی پیچیده یا تجزیه و تحلیل مجموعه داده‌های ژنوم ضروری است. علاوه بر تسریع شبیه‌سازی، سیستم‌های دارای کارت GPU سرور به محققان اجازه می‌دهند به اجرای شبیه‌سازی‌ها و تحلیل‌هایی بپردازند که امکان محاسبه آن‌ها با سرورهای عادی تقریبا غیرممکن است. رویکرد فوق می‌تواند به محققان کمک کند تا بینش‌های جدیدی در زمینه‌های مختلف علمی از جمله نجوم، آب و هوا، ژنومیک و غیره به دست آورند.

آشنایی با بهترین مدل ‌های کارت GPU سرور

اکنون که تا حدودی با قابلیت‌های کلیدی سرورها گرافیکی آشنا شدیم، وقت آن رسیده تا به معرفی برخی از کارت های گرافیک سرور قدرتمند بپردازیم.

1. کارت گرافیک NVIDIA Tesla Kepler K20

از کارت‌های گرافیکی پیشرفته و رده ‌بالای NVIDIA Tesla Kepler K20 برای استقرار در سرورها طراحی شده‌است. این کارت گرافیک ویژگی‌های کلیدی زیر را دارد:

• پردازنده گرافیکی Kepler GK110
• 2496 هسته CUDA
• 5 گیگابایت حافظه اصلی (GDDR5)
• پهنای باند حافظه 208 گیگابیت بر ثانیه
• قدرت محاسباتی 3.52 ترافلاپس پیک Single Precision
• پشتیبانی از فناوری SMX و Dynamic Parallelism
• مجهز به ویژگی ECC با هدف شناسایی و تصحیح خطاها
• مجهز به کش‌های L1 و L2
• پشتیبانی از فناوری Hyper-Q برای شتاب‌بخشی به انجام محاسبات
• پشتیبانی از سرورهای ویندوز و لینوکس

2. کارت گرافیک سرور AMD FirePro S9150

اگر علاقه‌مند به محصولات شرکت ای‌ام‌دی هستید، این شرکت کارت‌های گرافیک قدرتمندی را با قیمتی مناسب عرضه کرده است. کارت گرافیک FirePro S9150 یکی از محصولات باکیفیت در این زمینه است که ویژگی‌های فنی زیر را دارد:

• 16 گیگابایت حافظه تصویری GDDR5 VRAM
• مجهز به معماری 28 نانومتری GCN
• مجهز به 2816 پردازشگر جریان (هسته پردازشی)
• قدرت محاسباتی برابر با 5.07 ترافلاپس  Single Precision
• پردازش بادقت Half-Rate Double
• مجهز به ویژگی ECC
• مجهز به خنک‌کننده هیت سینک غیرفعال

3. کارت گرافیک سرور AMD FirePro S9100

 FirePro S9100یکی دیگر از کارت‌های گرافیک سرور کمپانی AMD است. این سخت‌افزار باکیفیت قابلیت نصب روی دو اسلات را دارد. از دیگر ویژگی‌های کارت گرافیک سرور AMD FirePro S9100 می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• مجهز به 2560 پردازشگر جریان (هسته پردازشی)
• مجهز به معماری 28 نانومتری GCN
• قدرت محاسباتی برابر با 4.22 ترافلاپس  Single Precision
• 12 گیگابایت حافظه تصویری GDDR5 VRAM
• پردازش بادقت Half-Rate Double
• مجهز به ویژگی ECC
• مجهز به خنک‌کننده هیت سینک غیرفعال

4. کارت گرافیک سرور AMD FirePro S9050

کارت گرافیک سرور AMD FirePro S9050 براي کسانی در نظر گرفته شده‌است که مي‌خواهند عمليات رندرگيري يا محاسبات گرافيکي و مميز شناور را به خوبي و در کمترين زمان ممکن به انجام برسانند. ویژگی‌های این کارت گرافیک سرور عبارتند از:

• مجهز به معماری GCN
• 12 گیگابایت حافظه تصویری GDDR5 VRAM
• قدرت محاسباتی برابر با 3.23 ترافلاپس  Single Precision
• پردازش با دقت Half-Rate Double
• خروجی DisplayPort
• مجهز به خنک‌کننده هیت سینک غیرفعال
• رابط PCI Express 3.0 x16

5. کارت گرافیک NVIDIA Tesla K40 با مکانیزم خنک‌کنندگی غیرفعال

Tesla K40 یکی دیگر از کارت‌های گرافیک پیشرفته انودیا برای نصب روی سرورها است که توان پردازشی بالایی در اختیار شرکت‌ها قرار می‌دهد. این کارت گرافیک ویژگی‌های فنی شاخص زیر را دارد:

• پردازش موازی با شتاب‌دهندگی پردازنده گرافیکی  با فرکانس 745 مگاهرتز تا 875 گیگاهرتز در حالت Boost
• مجهز به 2880 هسته CUDA
• مجهز به 12 گیگابایت حافظه GDDR5
• سرعت ساعت حافظه موثر 3 گیگاهرتز
• پهنای باند حافظه 288 گیگابیت بر ثانیه
• سرعت محاسباتی 4.29 ترافلاپس در حالت Singe Precision
• پشتیبانی از فناوری کودا به همراه واسط‌های برنامه‌نویسی کاربردی استاندارد
• قابلیت کار با رابط PCI Express 3.0 x16

6. کارت GPU سرور NVIDIA Tesla Kepler K20X

اگر به‌دنبال کارت گرافیکی هستید که قیمت کمتری نسبت به K40 داشته باشد، اما بازهم توان پردازشی خوبی در اختیارتان قرار دهد، K20X می‌تواند انتخاب خوبی باشد. از ویژگی‌های سخت‌افزار کارت گرافیک فوق به موارد زیر باید اشاره کرد:

• پردازنده گرافیکی Kepler GK110
• 2688 هسته CUDA
• 6 گیگابایت حافظه GDDR5
• پهنای باند حافظه 250 گیگابیت بر ثانیه
• قدرت محاسباتی 3.95 ترافلاپس
• پشتیبانی از فناوری‌های SMX و Dynamic Parallelism
• حفاظت از خطای حافظه به لطف فناوری ECC
• مجهز به کش‌های L1 و L2
• پشتیبانی از فناوری Hyper-Q
• توانایی کار با سرورهای ویندوز و لینوکس

7. کارت گرافیک سرور AMD FirePro S9170

اگر به دنبای یک کارت گرافیک سطح بالا و پیشرفته با قیمتی مناسب هستید که بر مبنای فناوری شرکت ای‌‌ام‌دی طراحی شده باشد، کارت گرافیک FirePro S9170 همان چیزی است که به دنبال آن هستید. این کارت گرافیک پیشرفته توانایی انجام محاسبات پیچیده هوش مصنوعی و یادگیری ماشین را دارد. برخی از ویژگی‌های فنی این محصول قدرتمند به شرح زیر است:

• 32 گیگابایت GDDR5 VRAM
• معماری 28 نانومتری GCN
• 2816 پردازشگر جریان (هسته پردازشی)
• قدرت محاسباتی 5.24 ترافلاپس برای انجام پردازش‌های دقیق
• دقت دو برابری در انجام محاسبات
• مجهز به حافظه‌های ECC
• خنک کننده هیت سینک غیرفعال

اگر کسب و کار کوچکی دارید و تنها وظایفی مانند اشتراگ گذاری فایل‌ها، ذخیره سازی اطلاعات و … را از سرور انتظار دارید، برای انجام این قبیل کارها به کارت گرافیک سرور مجزا نیاز ندارید. اما اگر سرور را برای انجام کارهایی مرتبط با رندرینگ، بازی سازی، یادگیری ماشین و یادگیری عمیق انتخاب کرده‌اید، باید از یک GPU مجزا برای پردازش سریع‌تر اطلاعات استفاده کنید.