CPU a GPU
CPU, skrót od Central Processing Unit, to mózg systemu komputerowego, który wykonuje „obliczenia” wydawane jako instrukcje przez program komputerowy. Dlatego posiadanie procesora ma sens tylko wtedy, gdy masz system komputerowy, który jest „programowalny” (aby mógł wykonywać instrukcje) i powinniśmy pamiętać, że procesor jest „centralną” jednostką przetwarzania, jednostką kontrolującą inne jednostki/ części systemu komputerowego. W dzisiejszym kontekście procesor jest zwykle umieszczony w pojedynczym chipie krzemowym, znanym również jako mikroprocesor. Z drugiej strony GPU, akronim od Graphics Processing Unit, ma na celu odciążenie procesora z zadaniami intensywnego przetwarzania grafiki. Ostatecznym celem takich zadań jest wyświetlanie grafiki na jednostce wyświetlającej, takiej jak monitor. Biorąc pod uwagę, że takie zadania są dobrze znane i specyficzne, zasadniczo nie trzeba ich programować, a ponadto takie zadania są z natury równoległe ze względu na charakter jednostek wyświetlających. Ponownie, w obecnym kontekście, podczas gdy mniej wydajne procesory graficzne są zwykle umieszczone w tym samym układzie krzemowym, w którym znajduje się procesor (ta konfiguracja jest znana jako zintegrowany procesor graficzny), inne, bardziej wydajne, wydajne procesory graficzne znajdują się we własnym układzie krzemowym, zazwyczaj na oddzielnej płytce drukowanej (płytka drukowana).
Co to jest procesor?
Termin CPU jest używany w systemach komputerowych od ponad pięciu dekad i był jedynym procesorem we wczesnych komputerach, dopóki nie wprowadzono „innych” jednostek przetwarzania (takich jak GPU) w celu uzupełnienia jego mocy obliczeniowej. Dwa główne komponenty procesora to jego jednostka arytmetyczno-logiczna (znana również jako ALU) i jednostka sterująca (znana również jako CU). Jednostka ALU procesora jest odpowiedzialna za operacje arytmetyczne i logiczne systemu obliczeniowego, a jednostka CU jest odpowiedzialna za pobieranie programu instrukcji z pamięci, dekodowanie ich i instruowanie innych jednostek, takich jak ALU, aby wykonywały instrukcje. Dlatego jednostka sterująca procesora jest odpowiedzialna za przyniesienie chwały procesorowi jako „centralnej” jednostce przetwarzania. CU pobiera instrukcje z pamięci, instrukcje muszą być przechowywane jako programy w pamięci i dlatego taki system instruowania jest również znany jako „programy zapisane”. Byłoby jasne, że CU nie wykona instrukcji, ale ułatwi to samo, komunikując się z odpowiednimi jednostkami, takimi jak ALU.
Co to jest GPU (inaczej VPU)?
Termin Graphics Processing Unit (GPU) został wprowadzony pod koniec lat dziewięćdziesiątych przez NVIDIA, firmę produkującą procesory graficzne, która twierdziła, że wprowadziła na rynek pierwszy na świecie procesor graficzny (GeForce256) w 1999 roku. Według Wikipedii, w czasach GeForce256, NVIDIA zdefiniowała GPU w następujący sposób: „jednoukładowy procesor ze zintegrowaną transformacją, oświetleniem, konfiguracją/przycinaniem trójkątów i silnikami renderującymi, który jest w stanie przetworzyć co najmniej 10 milionów wielokątów na sekundę”. Kilka lat później, konkurencyjna firma NVIDIA, ATI Graphics, inna podobna firma, wypuściła podobny procesor (Radeon300) z terminem VPU dla jednostki przetwarzania wizualnego. Jednak jasne jest, że termin GPU stał się bardziej popularny niż termin VPU.
Dzisiaj procesory graficzne są wdrażane wszędzie, na przykład w systemach wbudowanych, telefonach komórkowych, komputerach osobistych i laptopach oraz konsolach do gier. Nowoczesne procesory graficzne są niezwykle wydajne w manipulowaniu grafiką i są programowalne, dzięki czemu można je dostosować do różnych sytuacji i aplikacji. Jednak nawet teraz typowe procesory graficzne są programowane fabrycznie za pomocą tak zwanego oprogramowania układowego. Ogólnie rzecz biorąc, procesory GPU są bardziej efektywne niż procesory w przypadku algorytmów, w których przetwarzanie dużych bloków danych odbywa się równolegle. Oczekuje się tego, ponieważ procesory GPU są zaprojektowane do manipulowania grafiką komputerową, która ma bardzo równoległy charakter.
Istnieje również ta nowa koncepcja znana jako GPGPU (General Purpose Computing on GPU), polegająca na wykorzystaniu procesorów GPU do wykorzystania paralelizmu danych dostępnego w niektórych aplikacjach (takich jak bioinformatyka), a tym samym do przetwarzania innych niż graficzne w GPU. Nie są jednak brane pod uwagę w tym porównaniu.
Jaka jest różnica między CPU a GPU?• Chociaż powodem wdrożenia procesora jest działanie jako mózg systemu komputerowego, procesor graficzny jest wprowadzany jako uzupełniająca jednostka przetwarzająca, która obsługuje intensywne przetwarzanie grafiki i przetwarzanie wymagane przez zadanie wyświetlanie grafiki na wyświetlaczach. • Z natury przetwarzanie grafiki jest z natury równoległe i dlatego można je łatwo zrównoleglić i przyspieszyć. • W erze systemów wielordzeniowych procesory są projektowane z zaledwie kilkoma rdzeniami, które mogą obsługiwać kilka wątków oprogramowania, które można wykorzystać w programie użytkowym (równoległość na poziomie instrukcji i wątku). Procesory graficzne są zaprojektowane z setkami rdzeni, aby wykorzystać dostępną równoległość. |
