Atšķirība starp CPU un GPU

Centrālais procesors vs GPU

CPU, centrālā procesora vienības saīsinājums, ir skaitļošanas sistēmas smadzenes, kas datorprogrammā veic “aprēķinus”, kas norādīti kā instrukcijas. Tāpēc CPU ir jēga tikai tad, ja jums ir “programmējama” skaitļošanas sistēma (lai tā varētu izpildīt instrukcijas), un mums jāņem vērā, ka CPU ir “centrālais” apstrādes bloks, tas ir elements, kas kontrolē citas vienības / datorsistēmas daļas. Mūsdienu apstākļos centrālais procesors parasti atrodas vienā silīcija mikroshēmā, kas pazīstams arī kā mikroprocesors. No otras puses, GPU, grafikas apstrādes vienības saīsinājums, ir paredzēts, lai no CPU izlādētu skaitļošanas ziņā intensīvus grafikas apstrādes uzdevumus. Šādu uzdevumu galvenais mērķis ir grafikas projicēšana uz displeja bloku, piemēram, monitoru. Tā kā šādi uzdevumi ir labi zināmi un specifiski, tie būtībā nav jāprogrammē, un turklāt šādi uzdevumi ir raksturīgi paralēli displeja vienību rakstura dēļ. Atkal pašreizējā situācijā, kaut arī mazāk spējīgie GPU parasti atrodas tajā pašā silikona mikroshēmā, kur atrodat centrālo procesoru (šī iestatīšana ir pazīstama kā integrēts GPU), citi, jaudīgākie, jaudīgākie GPU atrodas viņu pašu silīcija mikroshēmās, parasti uz atsevišķas PCB (iespiedshēmas plates).

Kas ir CPU??

Termins CPU skaitļošanas sistēmās tiek izmantots jau vairāk nekā piecas desmitgades, un tas bija vienīgais apstrādes bloks agrīnajos datoros, līdz tika ieviesti “citi” apstrādes bloki (piemēram, GPU), lai papildinātu tā apstrādes jaudu. Divi galvenie CPU komponenti ir tā aritmētiskā loģika (aka ALU) un vadības bloks (aka CU). CPU ALU ir atbildīgs par skaitļošanas sistēmas aritmētiskajām un loģiskajām operācijām, un CU ir atbildīgs par komandu programmas atgūšanu no atmiņas, to dekodēšanu un citu vienību, piemēram, ALU, instruēšanu izpildīt instrukcijas. Tāpēc CPU vadības bloks ir atbildīgs par CPU slavas celšanu par “centrālo” apstrādes vienību. CU, lai ielādētu instrukcijas no atmiņas, instrukcijas jāglabā atmiņā kā programmas, un tāpēc šāda instrukciju sistēma ir pazīstama arī kā “saglabātās programmas”. Būtu skaidrs, ka CU neizpildīs instrukcijas, bet gan to atvieglos, sazinoties ar pareizajām vienībām, piemēram, ALU. 

Kas ir GPU (pazīstams arī kā VPU)?

Terminu Grafikas apstrādes vienība (GPU) deviņdesmito gadu beigās ieviesa GPU ražošanas uzņēmums NVIDIA, kurš apgalvoja, ka 1999. gadā tirgū laida pasaulē pirmo GPU (GeForce256). Saskaņā ar Wikipedia GeForce256 laikā NVIDIA definēja GPU kā šādi: “vienas mikroshēmas procesors ar integrētu pārveidi, apgaismojumu, trijstūra iestatīšanu / apcirpšanu un renderēšanas motoriem, kas spēj apstrādāt vismaz 10 miljonus poligonu sekundē”. Pāris gadus vēlāk NVIDIA konkurents ATI Graphics, cits līdzīgs uzņēmums, izlaida līdzīgu procesoru (Radeon300) ar terminu VPU Visual Processing Unit. Tomēr, tā kā ir skaidrs, ka termins GPU ir kļuvis populārāks nekā termins VPU. 

Mūsdienās GPU tiek izvietoti visur, piemēram, iegultās sistēmās, mobilajos tālruņos, personālajos datoros un klēpjdatoros, kā arī spēļu konsolēs. Mūsdienu GPU ir ārkārtīgi jaudīgi, manipulējot ar grafiku, un tie ir izgatavoti programmējami, lai tos varētu pielāgot dažādām situācijām un lietojumiem. Tomēr pat tagad tipiski GPU rūpnīcā tiek ieprogrammēti, izmantojot tā saukto programmaparatūru. Parasti GPU ir efektīvāki nekā CPU algoritmiem, kur lielu datu bloku apstrāde tiek veikta paralēli. Paredzams, jo GPU ir izstrādāti, lai manipulētu ar datorgrafiku, kurai ir ārkārtīgi paralēls raksturs. 

Pastāv arī šī jaunā koncepcija, kas pazīstama kā GPGPU (vispārējas nozīmes skaitļošana uz GPU), lai izmantotu GPU, lai izmantotu datu paralēlismu, kas pieejams dažās lietojumprogrammās (piemēram, bioinformātikā), un tādējādi GPU apstrādājot grafiku, kas nav grafika. Tomēr šajā salīdzinājumā tie netiek ņemti vērā.