سرور GPU چیست؟ همراه با راهنمای خرید بهترین سرور گرافیکی

سرور GPU چیست؟ این سرور مثل یک جت جنگنده باسرعت باورنکردنی در دنیای پردازش پرواز می‌کند. تصور کنید باسرعتی باورنکردنی می‌توانید حجم عظیمی از داده‌ها را تجزیه‌وتحلیل کنید، مدل‌های هوش مصنوعی پیچیده را آموزش دهید، تصاویر و انیمیشن‌های سه‌بعدی خیره‌کننده‌ای خلق کنید. این دنیای شگفت‌انگیز با سرورهای GPU به واقعیت تبدیل شده است. در این مقاله از آموزش سرور وبلاگ پارس پک، به معرفی سرور GPU، مزایا و کاربردهای آن می‌پردازیم. اگر به دنبال آشنایی با سرور GPU و نکات مهم خرید آن هستید، این مطلب را از دست ندهید.

سرور GPU چیست؟

سرور GPU (مخفف Graphics Processing Unit Server)، نسل جدیدی از سرورها با کارت‌های گرافیک اختصاصی است که برای انجام پردازش‌های سنگین گرافیکی طراحی شده‌اند. این سرورها، در مقایسه با سرورهای سنتی که عمدتاً به پردازنده مرکزی (CPU) متکی هستند، با بهره‌مندی از یک یا چند کارت گرافیک قدرتمند در کنار CPU و یا حتی جایگزینی آن، محاسبات را با سرعتی شگفت‌انگیز انجام می‌دهند. یعنی شما می‌توانید کارهای سنگینی مثل هوش مصنوعی، یادگیری عمیق، تحلیل کلان داده‌ها و هر نوع محاسبات پیچیده‌ را در زمانی بسیار کوتاه‌تر با سرورهای GPU انجام دهید.

کاربرد سرور GPU چیست؟

با شنیدن نام GPU یا کارت گرافیک، احتمالاً تصویری از یک مغز متفکر در ذهن‌تان نقش می‌بندد که پشت صحنه بازی‌های باکیفیت، انیمیشن‌های خیره‌کننده و جلوه‌های ویژه سینمایی قرار دارد. اما قدرت سرور مجازی گرافیکی فراتر از دنیای سرگرمی است. از جمله کاربردهای سرور GPU می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

۱. هوش مصنوعی و یادگیری ماشین

یادگیری ماشین یکی از مهم‌ترین بخش‌های هوش مصنوعی به حساب می‌آید. در این حوزه با حجم زیادی از داده‌ها سروکار دارید که باید تجزیه‌وتحلیل شوند. سرور GPU برای یادگیری ماشین به دلیل سرعت بالا در انجام محاسبات پیچیده، به کارشناسان هوش مصنوعی کمک می‌کند تا راحت‌تر و سریع‌تر بتوانند شبکه‌های عصبی را آموزش دهند.

۲. پردازش تصویر و ویدیو

در پردازش تصاویر و ویدیوهای حجیم هم پای سرور کارت گرافیک وسط است. علاوه‌بر سرعت، سرورهای گرافیک دقت و کیفیت پردازش تصویر و ویدیو را افزایش می‌دهند. زیرساخت‌های سخت‌افزاری قدرتمند این سرورها، جزئیات ظریف تصاویر و ویدیوها را به بهترین نحو حفظ می‌کنند و تجربه‌ای بی‌نظیر برایتان به‌ارمغان می‌آورند.

۳. رندرینگ گرافیکی و طراحی سه‌بعدی

دنیای سینما، بازی، انیمیشن و جلوه‌های ویژه را تصور کنید. صحنه‌های پر از جزئیات و حرکت‌های روان، همه این قابلیت‌ها به لطف وجود سرورهای کارت گرافیک پرقدرت و پرسرعت است. سرور کارت گرافیک تصاویر با کیفیت بالا را خیلی سریع پردازش می‌کند. به همین دلیل، سرور GPU برای رندرینگ معروف است. به عبارتی، رندرینگ که قرار است با سرورهای عادی اشک تدوینگر را دربیاورد، با سرور رندر GPU بدون خون و خونریزی انجام می‌شود.

۴. شبیه‌سازی‌های علمی و مهندسی

در دنیای علم و پژوهش، دانشمندان با داده‌های حجیمی کار می‌کنند. تحلیل و شبیه‌سازی این داده‌ها نیاز به پردازش قوی دارد. اینجا هم سرور مجازی با کارت گرافیک خودی نشان داده و به محققان این امکان را می‌دهد تا محاسبات پیچیده را سریع‌تر انجام دهند. سرورهای CPU به تحلیلگران کمک می‌کنند تا با استفاده از پلتفرم‌های قدرتمند مانند Apache Spark و Hadoop راحت‌تر به نتایج دلخواه برسند

۵. استخراج ارزهای دیجیتال

وقتی صحبت از کاربرد سرور گرافیکی می‌شود، قضیه از سرور رندرینگ هم فراتر رفته و حتی به ارزهای دیجیتال هم می‌رسد. استخراج ارزهای دیجیتال مثل بیت‌کوین نیاز به حل مسائل ریاضی پیچیده‌ای دارد. سرور GPU به‌دلیل توانایی پردازش بالا در انجام این محاسبات، به استخراج‌کنندگان ارز دیجیتال کمک می‌کند تا سریع‌تر به نتیجه دلخواه خود برسند. اگر شما هم جزو یکی از استخراج‌کنندگان ارزهای دیجیتال هستید، پس احتمالاً بارها به فکر خرید سرور مجازی با کارت گرافیک بالا افتاده‌اید.

اجزای اصلی سرور GPU چیست؟

سرورهای گرافیک برای انجام محاسبات پیچیده و پردازش داده‌های کلان ساخته شده‌اند. اما درون این غول‌های تکنولوژی چه خبر است؟ بیایید با اجزای اصلی یک سرور گرافیک آشنا شویم:

۱. پردازنده گرافیکی (GPU)؛ قلب تپنده 

این مغز متفکر اصلی، استاد پردازش موازی است. یعنی می‌تواند حجم عظیمی از اطلاعات را به‌طور همزمان تجزیه‌وتحلیل کند. این ویژگی باعث می‌شود GPU برای کارهای هوش مصنوعی نیازمند محاسبات ریاضی سنگین بهترین انتخاب باشد. کمپانی‌های بزرگی همچون NVIDIA کارت‌های گرافیک قدرتمندی مانند Tesla یا A100 را برای سرورهای گرافیک تولید می‌کنند.

 ۲. پردازنده مرکزی (CPU)؛ مدیریت صحنه

اگرچه GPU ستاره اصلی است، اما CPU هم نقش مهمی ایفا می‌کند. وظیفه CPU مدیریت منابع سیستم و اجرای کدهایی است که برای GPU بهینه نشدند. پردازنده‌های مرکزی قدرتمند مانند Intel Xeon یا AMD EPYC، نقش رهبر ارکستر را برعهده دارند و هماهنگی کل سیستم را تضمین می‌کنند.

 ۳. رم و حافظه‌ گرافیکی (VRAM)؛ حافظه‌ بی‌نقص

برای انجام کارهای سنگین مانند آموزش شبکه‌های عصبی، به حافظه‌ کافی نیاز دارید. یک سرور گرافیک مناسب باید از نظر حافظه‌ رم (RAM) و حافظه‌ گرافیکی (VRAM) ظرفیت مطلوبی داشته باشد. هنگام انتخاب سرور گرافیک، به این دو مورد حتماً توجه کنید.

۴. سیستم ذخیره‌سازی؛ انباری پرسرعت

سرعت دسترسی به داده‌ها در پردازش‌های سنگین اهمیت زیادی دارد. استفاده از سیستم‌های ذخیره‌سازی سریع مانند حافظه‌های soli-state NVMe راه‌حل دسترسی سریع به داده‌ها است. این تکنولوژی، دست‌اندازهای ناشی از سرعت پایین دسترسی به داده را از بین می‌برد. علاوه‌براین، اجزای دیگری همچون سیستم خنک‌کننده، منبع تغذیه (PSU) و شبکه هم در سرور قدرتمند GPU وجود دارد.

انواع سرور GPU چیست؟ معرفی ۵ نوع GPU

در این قسمت از مقاله سرور GPU چیست؟»، به برخی از مهم‌ترین انواع سرورهای GPU اشاره می‌کنیم تا بهترین سرور GPU را براساس نوع نیازتان انتخاب کنید:

۱. سرورهای تک‌کارت گرافیک (Single-GPU)

این سرورها با داشتن فقط یک کارت گرافیک، ساده‌ترین نوع سرورهای GPU هستند. آن‌ها برای پروژه‌های کوچک، تحقیق و توسعه (R&D) و کارهای ابتدایی یادگیری عمیق مناسب هستند. سرورهای تک‌کارت گرافیک، راه‌حلی مقرون‌به‌صرفه برای کاربرانی است که به قدرت پردازشی حداقلی از GPU نیاز دارند و نیازی به توان بالای چندین کارت گرافیک ندارند.

۲. سرورهای چند کارت گرافیک (Multi-GPU)

این سرورها، قدرتی به مراتب بالاتر ارائه می‌دهند. آن‌ها با داشتن چندین کارت گرافیک در یک محفظه، توان پردازشی ترکیبی فوق‌العاده‌ای ایجاد می‌کنند. سرورهای چند کارت گرافیک، برای محاسبات با کارایی بالا (HPC) و پروژه‌های عظیم یادگیری عمیق مناسب هستند. این سرورها به دلیل قابلیت انجام شبیه‌سازی‌های پیچیده و تحلیل داده‌های کلان، در صنایع مختلفی همچون امور مالی، بهداشت، درمان و تحقیقات علمی کاربرد فراوانی دارند.

۳. سرورهای مجازی‌سازی شده‌ GPU

این سرورها با استفاده از فناوری مجازی‌سازی، امکان اشتراک‌گذاری یک کارت گرافیک فیزیکی بین چند کاربر را فراهم می‌کنند. با تقسیم منابع کارت گرافیک بین ماشین‌های مجازی (VM) متعدد، سرورهای مجازی‌سازی GPU راه‌حلی مقرون‌به‌صرفه برای دسترسی به GPU ارائه می‌کنند؛ به‌ویژه در شرایطی که اختصاص یک کارت گرافیک مجزا برای هر کاربر ضروری نیست. این رویکرد برای ارائه‌دهندگان خدمات ابری، مراکز داده و سازمان‌هایی که به دنبال بهینه‌سازی استفاده از منابع GPU هستند، بسیار کارآمد است.

۴. سرورهای ابری GPU

این سرورها با قابلیت ارتقا، انعطاف و سهولت استفاده از محبوبیت بالایی برخوردارند. ارائه‌دهندگان خدمات ابری، امکان اجاره سرورهای GPU متناسب با نیاز کاربران را فراهم می‌کنند تا بدون نیاز به سرمایه‌گذاری در زیرساخت فیزیکی، به منابع قدرتمند GPU دسترسی داشته باشند. این سرورها توسط توسعه‌دهندگان، پژوهشگران و دانشمندان داده برای تحلیل و پردازش حجم عظیمی از داده‌ها، آموزش مدل‌های هوش مصنوعی با کارایی بالا و به‌صرفه استفاده می‌شوند.

۵. سرورهای GPU Edge 

این سرورها قدرت پردازشی GPU را به نزدیک‌ترین نقطه به منبع داده منتقل می‌کنند، که در نتیجه تاخیر را کاهش و توانایی پردازش لحظه‌ای را افزایش می‌دهد. استقرار Edge GPU در لبه شبکه امکان اجرای برنامه‌های محاسبات لبه‌ای مانند خودروهای خودران، شهرهای هوشمند و تجهیزات اینترنت اشیا (IoT) را فراهم می‌کند. طراحی سرورهای GPU Edge برای کار در محیط‌های سخت انجام‌شده و عملکرد قابل‌اعتمادی را حتی در مناطق دورافتاده با شرایط نامساعد ارائه می‌دهند.

در بخش بعدی، سراغ بررسی معایب و مزایای سرور GPU می‌رویم.

مزایا و معایب استفاده از سرور GPU چیست؟

هرچند سرورهای GPU فراتر از کارت‌های گرافیک معمولی هستند و توانایی خارق‌العاده‌ای در پردازش همزمان حجم عظیمی از داده دارند، با این حال چالش‌هایی هم در استفاده از آن‌ها به‌چشم می‌خورد.

مزایای سرور GPU چیست؟

با سرورهای گرافیک، دیگر نگران کندی و کیفیت پایین پردازش‌های تصویری و ویدیویی نخواهید بود. ازجمله مزایای سرور جی پی یو عبارت است از:

۱. سرعت و بازدهی خارق‌العاده

برخلاف پردازنده‌های مرکزی که به‌صورت تک‌به‌تک سراغ داده‌ها می‌روند، سرورهای گرافیک از قدرت پردازش موازی استفاده می‌کنند. یعنی آن‌ها می‌توانند چندین کار را به‌طور همزمان انجام دهند، درست مثل اینکه به جای یک نفر، یک تیم قدرتمند روی یک پروژه کار کند. این توانایی موازی کارکردن برای کارهایی مثل یادگیری ماشین، محاسبات علمی و پردازش ویدیو عالی است. در این حوزه‌ها، سرورهای گرافیک می‌توانند سرعت و دقت را به‌طور چشمگیری بالا ببرند.

۲. هزینه مقرون‌به‌صرفه و انعطاف‌پذیری بالا

شاید تصور کنید راه‌اندازی سرور گرافیک هزینه‌بر باشد؛ اما خبر خوب این است که دیگر نیازی به تهیه‌ی مستقیم سخت‌افزار نیست. به‌جای اجاره‌ی سیستم رندرینگ، می‌توانید سرورهای گرافیک را اجاره کرده و تنها بر خرید تجهیزات جانبی تمرکز کنید. با وجود پرداخت هزینه‌ اجاره، از مزایای نتایج باکیفیت و حجم کاری بالا بهره‌مند خواهید شد. البته، خرید مستقیم سرور گرافیک یا استفاده از راه‌حل‌های ابری مبتنی بر GPU هم گزینه‌های اقتصادی به‌صرفه‌ای هستند.

معایب سرور GPU چیست؟

اگر هزینه‌های مربوط به سخت‌افزار و زیرساخت ناشی از استفاده‌نکردن از سرورهای GPU را نادیده بگیریم، این سرورها، به‌ویژه مدل‌های قدرتمندتر از سرورهای معمولی گران‌تر هستند. از سوی دیگر، در سرورهای گرافیکی که پردازش‌های سنگینی انجام می‌دهند، مصرف برق بالا است و این موضوع باعث افزایش هزینه‌های برق شما می‌شود. علاوه‌براین، فارغ از صدای زیاد فن‌های خنک‌کننده این سرورها، در هنگام استفاده، عیب‌یابی و حل مشکلات آن‌ها به دانش تخصصی نیاز دارد.

برای خرید سرور GPU به چه نکاتی توجه کنیم؟

خبر خوب اینجاست که خرید سرور GPU تنها راه‌حل ممکن نیست. شما می‌توانید با اجاره سرور گرافیکی از مزایای آن به‌صورت ماهانه یا ساعتی بهره‌مند شوید و فقط هزینه منابع مصرفی را بپردازید. در ادامه راهنمای خرید سرور GPU، قصد داریم شما را با عوامل مهم در انتخاب سرور GPU مناسب آشنا کنیم.

۱. قیمت مقرون‌به‌صرفه؛ گران نخرید

اولین ضربه را قیمت سرسام‌آور خرید سرور گرافیک می‌زند. اما می‌توانید ماهیانه یا حتی ساعتی هزینه کنید و فقط به اندازه‌ای که نیاز دارید، قدرت پردازش در اختیار داشته باشید.

۲. نوع پردازنده گرافیکی (GPU)

سرور مجازی گرافیک دار معمولاً پردازنده‌هایی با حدود ۳۲ هسته دارد. تعداد هسته، توان پردازشی را افزایش می‌دهد؛ در نتیجه، شاهد عملکرد محاسباتی بهتری خواهید بود.

۳. منبع تغذیه (پاور)

کارت گرافیک به منبع تغذیه با کانکتورهای ۸ یا ۶ پین نیاز دارد. یک منبع تغذیه‌ باکیفیت، برق مورد نیاز تمام اجزا را تامین می‌کند و باعث عملکرد بهینه‌ آن‌ها می‌شود.

۴. پهنای باند حافظه

پهنای باند، میزان حافظه‌ای است که کارت گرافیک می‌تواند همزمان به آن دسترسی داشته باشد. هرچه پهنای باند بالاتر باشد، انتقال داده‌ها به هسته‌های پردازشی سریع‌تر انجام می‌شود؛ در نتیجه، نرم‌افزارهای گرافیکی با وضوح بیشتری اجرا خواهند شد.

۵. حافظه RAM

سرورهای گرافیک با ظرفیت‌های مختلف رم عرضه می‌شوند. هرچه رم بیشتر باشد، سرور می‌تواند تصاویر با رزولوشن بالاتر را پردازش کند. رم بالا، عملکرد بهینه‌ سرور را تضمین می‌کند.

۶. نسخه کارت گرافیک

داشتن نسخه‌ به‌روز کارت گرافیک NVIDIA NVLink یا AMD در سرور گرافیک، باعث سریع‌تر شدن پردازش‌های گرافیکی و اجرای بهتر کارهای سنگین می‌شود. به‌روز بودن کارت گرافیک، اهمیت زیادی دارد.

۷. پشتیبانی از درایوها

برندهای مختلف سرور گرافیک، از درگاه‌های درایو ۲.۵ اینچی، U.2 NVMe یا ۲.۵ اینچی SATA برای ذخیره‌سازی اطلاعات پشتیبانی می‌کنند.

۸. فرکانس هسته (Clock Speed)

این مقدار بر حسب مگاهرتز (MHz) سنجیده می‌شود و بر زمان پاسخ‌دهی، نرخ فریم و تاخیر ورودی تاثیر می‌گذارد. هرچه فرکانس هسته بالاتر باشد، کارت گرافیک می‌تواند در هر لحظه اطلاعات بیشتری را بخواند. کارت گرافیک می‌تواند در هر بار، ۶۴ بیت داده را بخواند.

مقایسه سرور GPU با سرورهای سنتی CPU

سرورهای GPU، برخلاف سرورهای معمولی مجهز به پردازنده‌های گرافیکی هستند. این پردازنده‌های گرافیکی که در ابتدا برای اجرای بازی‌های کامپیوتری و نرم‌افزارهای طراحی و انیمیشن‌سازی ساخته شده بودند، به لطف قدرت پردازش موازی فوق‌العاده خود، به قلب تپنده سرورهای قدرتمند راه پیدا کردند.

در مقابل، سرورهای معمولی از پردازنده‌های مرکزی استفاده می‌کنند. این پردازنده‌ها در انجام کارهای مختلف به‌صورت دنباله‌دار عمل می‌کنند و برای امور گرافیکی و محاسبات موازی چندان بهینه نیستند. با این حال، سرورهای CPU برای بسیاری از کارهای روزمره و عمومی، حرف‌هایی برای گفتن دارد. برای مقایسه دقیق‌تر، در جدول زیر این دو نوع سرور را از نظر ویژگی‌های مختلف مقایسه کردیم.

ویژگی	سرور GPU	سرور CPU
معماری و اجزا	دارای پردازنده گرافیکی قدرتمند با هزاران هسته برای پردازش موازی	دارای پردازنده مرکزی با تعداد کمتر هسته ولی قدرت بیشتر برای پردازش سریالی
قدرت پردازش	برای کارهای موازی (یادگیری ماشین، هوش مصنوعی، رندرینگ) بسیار سریع‌ است.	برای کارهای تک‌رشته‌ای (مدیریت پایگاه داده، وب‌سایت) عملکرد خوبی دارد
پردازش	موازی (انجام همزمان چندین کار)	سریالی (انجام کارها به‌صورت پشت‌سرهم)
عملکرد	برای کارهای با حجم بالای داده و نیاز به پردازش موازی مناسب است	برای کارهای عمومی و نیاز به قدرت تک‌هسته‌ای مناسب است
کاربرد	یادگیری ماشین، هوش مصنوعی، رندرینگ، رمزگشایی ارز دیجیتال	وب‌سایت، پایگاه داده، پردازش‌های عمومی و CDN
ارتقاپذیری و انعطاف‌پذیری	قابلیت افزایش کارت گرافیک برای ارتقا قدرت پردازش موازی	قابلیت افزایش تعداد سرور برای ارتقا قدرت تک‌هسته‌ای
هزینه	گران‌تر به دلیل سخت‌افزار تخصصی	ارزان‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر برای اکثر کارها
آینده	همچنان پرکاربرد برای پردازش‌های موازی سنگین	همچنان ضروری برای کارهای عمومی و سازگاری با نرم‌افزارهای متنوع

جمع‌بندی

سرور GPU چیست؟ این سرور یک ارتش چند نفره از ریزپردازنده‌های گرافیکی است که قدرت پردازش چشم‌گیری دارد. در این مقاله، بررسی کردیم منظور از سرور گرافیکی چیست، چه انواعی دارد و کاربرد سرور GPU برای هوش مصنوعی و موارد دیگر چیست. اگر در زمینه تهیه هر نوع سرور نیاز به راهنمایی یا مشاوره دارید، کارشناسان پارس پک مشتاق راهنمایی شما هستند. همچنین سوالاتتان در زمینه سرور هوش مصنوعی یا GPU را می‌توانید در انتهای همین مقاله از آموزش سرویس‌های میزبانی بلاگ پارس پک بنویسید تا راهنمایی‌تان کنیم.

سوالات متداول

۱. سرور GPU چیست؟

سرور GPU، نوعی از سرور است که به جای پردازنده مرکزی از پردازنده گرافیکی برای پردازش داده‌ها استفاده می‌کند. به دلیل تعداد هسته‌های زیاد و توانایی پردازش موازی، سرورهای جی پی یو برای انجام کارهایی که نیاز به پردازش حجم عظیمی از داده‌ها در زمان کوتاه دارند، بسیار مناسب هستند.

۲. چه نوع GPUهایی برای سرور مناسب هستند؟

نوع GPU مناسب برای سرور شما، به نوع کاری که انجام می‌دهید بستگی دارد. به‌طورکلی، GPUهای NVIDIA GeForce RTX و NVIDIA Tesla برای پردازش‌های سنگین مانند هوش مصنوعی و یادگیری عمیق مناسب‌تر هستند، درحالی‌که GPUهای AMD Radeon برای کارهایی مانند رندرینگ و استخراج ارز دیجیتال کارآمدتر هستند.