Rozdíl Mezi CPU A GPU

2024 Autor: Mildred Bawerman | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-16 08:37

CPU vs GPU

CPU, zkratka pro Central Processing Unit, je mozkem výpočetního systému, který provádí „výpočty“dané jako instrukce prostřednictvím počítačového programu. Proto mít CPU má smysl pouze tehdy, když máte výpočetní systém, který je „programovatelný“(aby mohl provádět instrukce) a měli bychom si uvědomit, že CPU je „centrální“procesorová jednotka, jednotka, která ovládá ostatní jednotky / části výpočetního systému. V dnešní situaci je CPU obvykle umístěn v jediném křemíkovém čipu známém také jako mikroprocesor. Na druhou stranu GPU, zkratka pro Graphics Processing Unit, je navržena tak, aby uvolňovala výpočtově náročné úlohy zpracování grafiky z CPU. Konečným cílem těchto úkolů je promítnout grafiku na zobrazovací jednotku, jako je monitor. Vzhledem k tomu, že tyto úkoly jsou dobře známé a konkrétní,nemusí být v zásadě naprogramovány a navíc jsou tyto úkoly ze své podstaty zobrazovacích jednotek neodmyslitelně paralelní. V současné situaci, zatímco méně schopné GPU jsou obvykle umístěny ve stejném křemíkovém čipu, kde najdete CPU (toto nastavení je známé jako integrovaný GPU) ostatní, schopnější a výkonnější GPU se nacházejí ve vlastním křemíkovém čipu, obvykle na samostatném PCB (deska s plošnými spoji).

Co je CPU?

Termín CPU se ve výpočetních systémech používá již více než pět desetiletí a byl jedinou procesorovou jednotkou v počátcích počítačů, dokud nebyly zavedeny „jiné“procesorové jednotky (například GPU), které doplňují její výpočetní výkon. Dvě hlavní součásti CPU jsou jeho aritmetická logická jednotka (aka ALU) a řídicí jednotka (aka CU). ALU CPU je zodpovědná za aritmetické a logické operace výpočetního systému a CU je zodpovědná za načítání instrukčního programu z paměti, jejich dekódování a instruování dalších jednotek, jako je ALU, k provádění instrukcí. Řídicí jednotka CPU je tedy zodpovědná za to, že slávu pro CPU bude mít „centrální“procesorovou jednotku. CU za účelem načtení pokynů z paměti musí být pokyny uloženy jako programy do paměti, a prototakový instrukční systém je také známý jako „uložené programy“. Bylo by jasné, že CU nebude vykonávat pokyny, ale usnadní to komunikací se správnými jednotkami, jako je ALU.

Co je to GPU (aka VPU)?

Termín Graphics Processing Unit (GPU) byl představen na konci devadesátých let NVIDIA, výrobní společností GPU, která tvrdila, že uvedla na trh první GPU na světě (GeForce256) v roce 1999. Podle Wikipedie, v době GeForce256, NVIDIA definovala GPU jako následující: „jednočipový procesor s integrovanou transformací, osvětlením, nastavením / oříznutím trojúhelníků a vykreslováním, který je schopen zpracovat minimálně 10 milionů polygonů za sekundu“. O několik let později vydala konkurenční společnost NVIDIA ATI Graphics, další podobná společnost, podobný procesor (Radeon300) s označením VPU pro Visual Processing Unit. Je však zřejmé, že výraz GPU se stal populárnějším než výraz VPU.

Dnes jsou GPU rozmístěny všude, například ve vestavěných systémech, mobilních telefonech, osobních počítačích a laptopech a herních konzolách. Moderní GPU jsou extrémně výkonné při manipulaci s grafikou a jsou programovatelné, takže je lze přizpůsobit různým situacím a aplikacím. I dnes jsou však typické GPU ve výrobě programovány pomocí takzvaného firmwaru. Obecně jsou GPU pro algoritmy, kde se zpracování velkých bloků dat provádí paralelně, účinnější než CPU. Očekává se, protože GPU jsou navrženy pro manipulaci s počítačovou grafikou, která má extrémně paralelní povahu.

Existuje také tento nový koncept známý jako GPGPU (General Purpose computing on GPU), který využívá GPU k využití datového paralelismu dostupného v některých aplikacích (například v bioinformatice), a proto provádí grafické zpracování v GPU. V tomto srovnání však nejsou brány v úvahu.

Jaký je rozdíl mezi CPU a GPU?

• I když důvodem nasazení CPU je jednat jako mozek výpočetního systému, GPU je představeno jako doplňková procesorová jednotka, která zpracovává výpočetně náročné grafické zpracování a zpracování vyžadované úkolem promítání grafiky na displej Jednotky.

• Zpracování grafiky je ze své podstaty paralelní, a proto jej lze snadno paralelizovat a zrychlit.

• V éře vícejádrových systémů jsou procesory navrženy pouze s několika jádry, která zvládnou několik softwarových vláken, které lze využít v aplikačním programu (instrukce a paralelismus na úrovni vláken). GPU jsou navrženy se stovkami jader, aby se využil dostupný paralelismus.