বিশ্লেষণ ও প্রশিক্ষণে উন্নত কম্পিউটার

কম্পিউটারের জটিল কার্যক্রম যেমন ডাটা ওয়্যারহাউজের বিশাল আনসর্টেড তথ্যভাণ্ডার থেকে ডাটা মাইনিং করা, দ্রুত অ্যানিমেশন এবং সিমুলেশন করাসহ নানাবিধ কার্যক্রমের জন্য প্রচলিত সাধারণ কম্পিউটার তেমন উপযোগী নয়। কিন্তু তথ্যকে দ্রুত  প্রসেস  ও এনালাইসিস  করার জন্য এখন অনেক উন্নত কম্পিউটার আছে। যেমন জিপিই কম্পিউটার। জিপিইউ (এচট) হলো গ্রাফিক্স প্রসেসিং ইউনিট, যা কম্পিউটারে গ্রাফিক্স রেন্ডারিং এবং ইমেজ প্রসেসিংয়ের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এটি একটি চিপ যা গাণিতিক হিসাব-নিকাশ করে ছবি, ভিডিও এবং অন্যান্য ভিজ্যুয়াল ডেটা তৈরি করে।

গেম খেলা, ভিডিও এডিটিং এবং এআই (অও) ও মেশিন লার্নিংয়ের মতো কাজগুলোতে জিপিই ব্যবহার করা হয়। এর প্রধান কাজগুলো হলো- ১. গ্রাফিক্স রেন্ডারিং - কম্পিউটার গেম, ভিডিও এডিটিং সফটওয়্যার এবং অন্যান্য গ্রাফিক্স-ইনটেনসিভ অ্যাপ্লিকেশনগুলোর জন্য ছবি এবং ভিডিও তৈরি করা। ২. সমান্তরাল প্রক্রিয়াকরণ- একই সময়ে একাধিক গণনা করার জন্য জিপিইউ এর একাধিক কোর ব্যবহার করা হয়।

এটি জটিল ডেটা প্রসেসিংকে দ্রুত করে। ৩. ভিডিও এডিটিং- ভিডিও এডিটিং সফটওয়্যারগুলোর জন্য জিপিইউ খুবই গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এটি রেন্ডারিং এবং এডিটিং প্রক্রিয়াকে দ্রুত করে। মেশিন লার্নিং- আর্টিফিশিয়াল ইন্টেলিজেন্স (অও) এবং মেশিন লার্নিং অ্যাপ্লিকেশনগুলোতে, জিপিইউ ডেটা প্রসেসিং এবং মডেল প্রশিক্ষণকে দ্রুত করে। ক্রিপ্টোকারেন্সি মাইনিং- কিছু ক্রিপ্টোকারেন্সি মাইনিংয়ের জন্য জিপিইউ  ব্যবহার করা হয়। 
জিপিইউ দু’ধরনের হয়ে থাকে: ১. ইন্টিগ্রেটেড জিপিইউ - এটি মাদারবোর্ডে সিপিইউ (ঈচট) এর সঙ্গে একত্রিত থাকে এবং আলাদা গ্রাফিক্স কার্ডের প্রয়োজন হয় না। এটি সাধারণত কম শক্তিশালী হয় এবং সাধারণ কাজের জন্য উপযুক্ত। ২. ডেডিকেটেড জিপিইউ- এটি একটি পৃথক গ্রাফিক্স কার্ড যা পিসিতে ইনস্টল করা হয়। এটি ইন্টিগ্রেটেড জিপিইউ এর চেয়ে বেশি শক্তিশালী এবং গ্রাফিক্স-ইনটেনসিভ কাজের জন্য উপযুক্ত। ইন্টিগ্রেটেড জিপিইউ এবং ডেডিকেটেড জিপিইউ (ডেডিকেটেড গ্রাফিক্স কার্ড)-এর মধ্যে অন্যান্য প্রধান পার্থক্যগুলো হলো : স্থাপন- ইন্টিগ্রেটেড জিপিইউ সিপিইউ এর সঙ্গে যুক্ত থাকে, যেখানে ডেডিকেটেড জিপিইউ একটি আলাদা গ্রাফিক্স কার্ড হিসেবে কম্পিউটারে স্থাপন করা হয়।

শক্তি- ডেডিকেটেড জিপিইউ সাধারণত ইন্টিগ্রেটেড জিপিইউ এর চেয়ে বেশি শক্তিশালী হয়, যা উন্নত গ্রাফিক্স পারফরম্যান্স প্রদান করে। ব্যবহার- ইন্টিগ্রেটেড জিপিইউ সাধারণ কাজের জন্য উপযুক্ত, যেমন ওয়েব ব্রাউজিং, ডকুমেন্ট এডিটিং এবং মুভি দেখা। ডেডিকেটেড জিপিইউ গেমিং এবং গ্রাফিক্স-ইনটেনসিভ অ্যাপ্লিকেশনগুলোর জন্য বেশি উপযোগী। খরচ-ইন্টিগ্রেটেড জিপিইউ সাধারণত ডেডিকেটেড গ্রাফিক্স কার্ডের চেয়ে সস্তা।

বিদ্যুৎ ব্যবহার- ইন্টিগ্রেটেড জিপিইউ ডেডিকেটেড গ্রাফিক্স কার্ডের চেয়ে কম বিদ্যুৎ ব্যবহার করে, যা ল্যাপটপের ব্যাটারি লাইফ বাড়াতে সাহায্য করে। সুতরাং একটি কম্পিউটারের জন্য ইন্টিগ্রেটেড জিপিইউ নাকি ডেডিকেটেড জিপিইউ দরকার তা নির্ভর করে ব্যবহারকারীর  কাজের ওপর। যদি গেমিং বা গ্রাফিক্স-ইনটেনসিভ অ্যাপ্লিকেশন ব্যবহার না করা হয়, তাহলে ইন্টিগ্রেটেড জিপিইউ যথেষ্ট।
কম্পিউটারের যে ডিভাইসটি গোটা কার্যক্রমকে নিয়ন্ত্রণ করে তা হচ্ছে  প্রসেসর। এটি অন্তত দুই ধরনের হয়ে থাকে, একটি হচ্ছে  সিপিইউ (ঈচট), অপরটি  জিপিইউ। কোনো ডিভাইসের ডিসপ্লেতে যা যা দেখা যায় তাই হচ্ছে গ্রাফিক্স। স্মার্টফোনে ভিডিও দেখা, লেখা, ছবি সবকিছুই একটি গ্রাফিক্স। ডিভাইসে এই গ্রাফিক্সকে যে হ্যান্ডেল করে তাই হচ্ছে জিপিইউ বা গ্রাফিক্স প্রসেসিং ইউনিট। সিপিইউ এবং জিপিইউ উভয়ই এক একটি প্রসেসর হলেও কাজের ধরন অনুযায়ী এদের মধ্যে বেশ পার্থক্য আছে, কাজ করার প্রক্রিয়াও ভিন্ন। সিপিইউ এর বৈশিষ্ট্য হচ্ছে সে কাজগুলোকে কত তাড়াতাড়ি সম্পাদন করতে পারে।

অন্যদিকে জিপিইউ এর বৈশিষ্ট্য হচ্ছে সে একসঙ্গে কতগুলো কাজ করতে পারে। সে কত তাড়াতাড়ি করছে সেই বিষয়টি প্রাধান্য পায় না, সে কতগুলো কাজ একসঙ্গে করতে পারছে সেটিই প্রধান। তবে সিপিইউ এবং জিপিইউ এর মধ্যে গঠনগত আরো অনেক পার্থক্য আছে। সেগুলো হলো- ১. স্থাপত্য (Architecture)- সিপিইউ-তে কিছু সংখ্যক শক্তিশালী কোর থাকে যা একক বা সিরিয়াল কাজ করতে দক্ষ। এটি জটিল কাজ এবং কমান্ড প্রক্রিয়াকরণে দক্ষ এবং এটি সাধারণত ৪ থেকে ১৬টি কোর নিয়ে গঠিত। জিপিইউ-তে শত শত বা হাজার হাজার ছোট কোর থাকে যা একই সঙ্গে একই ধরনের কাজ করতে পারে।

এটি গ্রাফিক্স রেন্ডারিং এবং সমান্তরাল প্রক্রিয়াকরণে বিশেষায়িত। ২. প্রক্রিয়াকরণ ক্ষমতা (Processing Power) - সিপিইউ-তে সাধারণত কম সংখ্যক কোর থাকে যা একক কাজ দ্রুততার সঙ্গে সম্পন্ন করতে পারে। এটি নির্দেশনা বা কমান্ডগুলো একের পর এক প্রক্রিয়া করে, যা সাধারণ কাজ সম্পাদনে কার্যকর। জিপিইউ-তে প্রচুর কোর রয়েছে যা একসঙ্গে কাজ করতে সক্ষম। এটি সমান্তরালভাবে বড় সংখ্যক ডেটা প্রক্রিয়াকরণে পারদর্শী, বিশেষ করে গ্রাফিক্স ও ভিডিও প্রসেসিংয়ে। 
৩. দক্ষতা (Efficiency)- সিপিইউ সাধারণত জটিল এবং বহুমুখী কাজ সম্পাদনে সক্ষম, যেমন ওএস পরিচালনা, প্রোগ্রাম চালানো এবং বিভিন্ন প্রক্রিয়ার মধ্যে সমন্বয় করা। এটি কম সংখ্যক কিন্তু জটিল কাজের জন্য কার্যকর। জিপিইউ দ্রুত ডেটা প্রক্রিয়াকরণ এবং সহজ কাজের পুনরাবৃত্তি করার জন্য ডিজাইন করা, যা সমান্তরাল কাজের জন্য উপযুক্ত। এটি সাধারণত ৩ডি রেন্ডারিং, মেশিন লার্নিং, এবং বড় ডেটা বিশ্লেষণের জন্য ব্যবহৃত হয়।

৪. কাজের ধরন (Workload Type) - সিপিইউ সাধারণত সিরিয়াল বা ধারাবাহিক কাজ, যেমন সাধারণ গাণিতিক হিসাব, ডেটা স্টোরেজ এবং প্রক্রিয়া সমন্বয়ে ব্যবহৃত হয়। এটি বহুমুখী কাজ সম্পন্ন করতে সক্ষম। জিপিইউ সমান্তরাল কাজের জন্য উপযোগী। এটি একই ধরনের কাজ সমান্তরালে প্রক্রিয়া করতে পারে, যা গ্রাফিক্স রেন্ডারিং এবং মেশিন লার্নিংয়ের মতো কাজে সহায়ক। ৫. মেমরি এবং ব্যান্ডউইথ (Memory and Bandwidth)- সিপিইউ সাধারণত দ্রুত এবং কম ল্যাটেন্সি মেমরি ব্যবহার করে, যা কম এবং জটিল কাজের জন্য কার্যকর। জিপিইউ মেমরি ব্যান্ডউইথ বেশি থাকে এবং এটি বড় পরিমাণে ডেটা দ্রুত প্রক্রিয়া করতে সক্ষম। 
সিপিইউ এবং জিপিইউ একসঙ্গে কাজ করলে অত্যন্ত কার্যকরী ফলাফল প্রদান করে। যেমন: ১. হাইব্রিড কম্পিউটিং (Hybrid Computing) এ মেশিন লার্নিংয়ে সিপিইউ কাজের সমন্বয় এবং ডেটা প্রসেসিং করে আর জিপিইউ বড় ডেটাসেট এবং মডেল ট্রেনিংয়ের জন্য প্রয়োজনীয় সমান্তরাল প্রসেসিং করে। ২. গ্রাফিক্স রেন্ডারিং এবং গেমিং (এৎধঢ়যরপং জবহফবৎরহম ধহফ এধসরহম): গেমিং বা ৩ডি গ্রাফিক্সে সিপিইউ গেমের লজিক ও নিয়ন্ত্রণ করে এবং জিপিইউ উচ্চমানের গ্রাফিক্স রেন্ডার করে।

এটি একসঙ্গে গ্রাফিক্স এবং গেমিংয়ের জন্য দ্রুত এবং কার্যকর অভিজ্ঞতা প্রদান করে। ৩. বিজ্ঞান এবং গবেষণা (Scientific and Research Computing): বড় গাণিতিক সমস্যা, সিমুলেশন এবং ডেটা বিশ্লেষণে সিপিইউ এবং জিপিইউ একত্রে কাজ করে। সিপিইউ ডেটা সেট আপ এবং সমন্বয় করে আর জিপিইউ ডেটার ওপর সমান্তরাল হিসাব সম্পন্ন করে। ৪. মেশিন লার্নিং এবং এআই (Machine Learning and AI) মডেল ট্রেনিংয়ে সিপিইউ এবং জিপিইউ একত্রে মডেল প্রশিক্ষণ ও বিশ্লেষণ পরিচালনা করে।

সিপিইউ এবং জিপিইউ এর সমন্বয়ের আরো যেসব সুবিধা পাওয়া যায় তা হলো : দ্রুততা বৃদ্ধি: সিপিইউ এবং জিপিইউ সমন্বিতভাবে কাজ করার ফলে প্রসেসিং ক্ষমতা বৃদ্ধি পায় এবং কাজ দ্রুত সম্পন্ন হয়। কার্যকারিতা : বহুমুখী কাজ সিপিইউ দ্বারা পরিচালিত হয় এবং বড় পরিমাণ ডেটা প্রসেসিং জিপিইউ দ্বারা সম্পন্ন হয়, যা মোট কার্যকারিতা বাড়ায়। শক্তি সাশ্রয় : সিপিইউ এবং জিপিইউ একত্রে কাজ করলে বিভিন্ন কাজ একই সময়ে সম্পন্ন হয় এবং শক্তি সাশ্রয় হয়। উচ্চ ক্ষমতা : সিপিইউ এবং জিপিইউ সমন্বিতভাবে কাজ করলে বড় ডেটা বিশ্লেষণ এবং মডেল প্রশিক্ষণ দ্রুত এবং কার্যকরভাবে সম্পন্ন হয়।
লেখক : অধ্যাপক এবং তথ্যপ্রযুক্তিবিদ
 আইআইটি, জাহাঙ্গীরনগর বিশ্ববিদ্যালয়