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 không có GPU thường là các máy chủ không đầu (headless server) được vận hành từ xa và chỉ hoạt động bằng CPU. Trong khi đó, hầu hết các máy tính hiện nay xuất nội dung ra màn hình đều tích hợp GPU.

Đồ họa tích hợp so với đồ họa chuyên dụng

Khi mua một máy tính cá nhân, thông số kỹ thuật thường cho biết máy tính đi kèm với GPU tích hợp hoặc GPU chuyên dụng. Sự khác biệt lớn giữa hai phương pháp này là cách GPU được tích hợp vào máy tính.

GPU chuyên dụng là GPU có bộ xử lý độc lập và hệ thống làm mát riêng biệt. Ngoài ra, GPU chuyên dụng cũng đi kèm với phần cứng và bộ nhớ quản lý năng lượng riêng, tạo ra một hệ thống 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 được gắn vào khe cắm card trên bo mạch chủ của máy tính và đôi khi yêu cầu nhiều điện hơn so với mức có thể được cung cấp thông qua khe cắm, vì vậy nó có thể đi kèm với các kết nối nguồn chuyên dụng từ bộ nguồn máy tính.

Đồ họa chuyên dụng trong máy tính xách tay đôi khi được tích hợp dưới dạng gói có thể tháo rời, thay vì được hàn trực tiếp vào bo mạch chủ. Tuy nhiên, chúng vẫn hoạt động hiệu quả và chuyên nghiệp như các thành phần riêng biệt như CPU, với khả năng làm mát, bộ nhớ và nguồn năng lượng độc lập.

Trong khi đó, GPU tích hợp cần chia sẻ tài nguyên với CPU, trong cùng một gói thiết kế và chia sẻ bộ nhớ hệ thống với CPU. Bo mạch chủ cung cấp phần cứng đầu ra màn hình để kết nối màn hình ngoài, nhưng toàn bộ sức mạnh tính toán của GPU được tích hợp trong gói bộ xử lý chính của CPU.

Ưu điểm của đồ họa tích hợp

Trừ các CPU cao cấp, hầu hết tất cả các CPU máy tính hiện nay đều tích hợp GPU, do đó không ngạc nhiên khi nói rằng mô hình GPU tích hợp là loại GPU phổ biến nhất hiện nay, nhờ vào những ưu điểm mà nó mang lại.

Chi phí: Tích hợp GPU vào chip silicon không làm tăng đáng kể chi phí cho CPU, do đó hệ thống tích hợp GPU sẽ đáng kể rẻ hơn so với các hệ thống sử dụng GPU riêng biệt.

- Sự phức tạp xảy ra khi cần tích hợp GPU vào CPU trong máy tính xách tay, giúp tiết kiệm không gian quý báu và loại bỏ cần thiết cho phần cứng hỗ trợ bổ sung để làm mát, cấp nguồn và kết nối GPU chuyên biệt.

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

Laptop có bộ xử lý đồ họa (GPU) riêng thường đi kèm với GPU tích hợp. Hệ điều hành sẽ tự động chuyển đổi giữa hai loại GPU tùy thuộc vào ứng dụng đang hoạt động để tiết kiệm năng lượng pin.

Nhược điểm của đồ họa tích hợp

Mặc dù việc tích hợp GPU là một ý tưởng hay, nhưng chúng cũng có nhược điểm khiến nhiều người phải chuyển sang sử dụng GPU chuyên dụng. GPU chuyên dụng thường lớn hơn và tiêu tốn năng lượng hơn, nhưng lại có bộ nhớ chuyên biệt và hiệu suất cao được thiết kế đặc biệt để đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng đò họa.

Trong quá khứ, GPU tích hợp thường được xem là không hiệu quả, chỉ phù hợp cho các công việc văn phòng cơ bản và hạn chế về đồ họa. Tuy nhiên, vào năm 2022, GPU tích hợp đã trải qua nhiều cải tiến, đủ mạnh mẽ để chạy các game thông thường mà trước đây cần sử dụng GPU riêng. Mặc dù vậy, GPU chuyên dụng vẫn nhanh hơn nhiều so với GPU tích hợp.

Thiết kế GPU nào phù hợp?

Trong việc xử lý đồ họa, hiệu suất là yếu tố quan trọng nhất cần xem xét. Nếu người dùng ưu tiên hiệu suất, họ nên chọn mua máy tính có GPU chuyên dụng. Ngược lại, nếu thời lượng pin, chi phí, nhiệt độ và tiếng ồn là ưu tiên hàng đầu, việc sử dụng GPU tích hợp sẽ là lựa chọn phù hợp.

Nếu bo mạch chủ có khe cắm và nguồn điện đủ, người dùng máy tính để bàn hoàn toàn có thể thêm GPU chuyên dụng vào hệ thống sau này. Do đó, họ có thể thử GPU tích hợp trên CPU trước để đảm bảo rằng nó đáp ứng đủ nhu cầu của mình.