CPU срещу GPU
CPU, акронимът на централен процесор, е мозъкът на изчислителна система, която извършва „изчисленията“, дадени като инструкции чрез компютърна програма. Следователно наличието на CPU има смисъл само когато имате изчислителна система, която е „програмируема“(така че да може да изпълнява инструкции) и трябва да отбележим, че CPU е „централният“процесор, модулът, който контролира другите модули/ части от изчислителна система. В днешния контекст процесорът обикновено се намира в един силиконов чип, известен също като микропроцесор. От друга страна, GPU, акронимът на Graphics Processing Unit, е проектиран да разтоварва изчислително интензивни задачи за графична обработка от CPU. Крайната цел на такива задачи е да се прожектира графиката към дисплей, като например монитор. Като се има предвид, че такива задачи са добре познати и специфични, те по същество не се нуждаят от програмиране и в допълнение такива задачи са присъщо паралелни поради естеството на дисплейните единици. Отново, в настоящия контекст, докато по-малко способните графични процесори обикновено се намират в същия силиконов чип, където намирате процесора (тази настройка е известна като интегриран графичен процесор), други, по-способните, мощни графични процесори се намират в собствения си силиконов чип, обикновено на отделна PCB (печатна платка).
Какво е CPU?
Терминът CPU се използва в изчислителните системи вече повече от пет десетилетия и беше единствената процесорна единица в ранните компютри, докато не бяха въведени „други“процесорни единици (като графични процесори), за да допълнят неговата процесорна мощност. Двата основни компонента на процесора са неговата аритметична логическа единица (известна още като ALU) и контролна единица (известна още като CU). ALU на CPU е отговорен за аритметичните и логическите операции на изчислителната система, а CU е отговорен за извличането на програмата с инструкции от паметта, декодирането им и инструктирането на други единици като ALU да изпълнят инструкциите. Следователно контролният блок на процесора е отговорен за донасянето на славата на процесора като „централен“процесор. CU за извличане на инструкциите от паметта, инструкциите трябва да бъдат съхранени като програми в паметта и следователно такава система за инструктиране е известна също като „съхранени програми“. Би било ясно, че CU няма да изпълни инструкциите, но ще ги улесни чрез комуникация с правилните единици като ALU.
Какво е GPU (известен още като VPU)?
Терминът графичен процесор (GPU) е въведен в края на 90-те години от NVIDIA, компания за производство на GPU, която твърди, че е пуснала на пазара първата в света GPU (GeForce256) през 1999 г. Според Wikipedia, по времето на GeForce256, NVIDIA дефинира GPU като следното: „процесор с един чип с интегрирани двигатели за трансформация, осветление, настройка/изрязване на триъгълници и рендиране, който е способен да обработва минимум 10 милиона полигона в секунда“. Няколко години по-късно конкурентът на NVIDIA ATI Graphics, друга подобна компания, пусна подобен процесор (Radeon300) с термина VPU за Visual Processing Unit. Въпреки това, тъй като е ясно, че терминът GPU стана по-популярен от термина VPU.
Днес GPU се внедряват навсякъде, като например във вградени системи, мобилни телефони, персонални компютри и лаптопи и конзоли за игри. Съвременните графични процесори са изключително мощни при манипулиране на графики и са направени програмируеми, така че да могат да се адаптират към различни ситуации и приложения. Но дори и сега типичните графични процесори се програмират фабрично чрез това, което е известно като фърмуер. Като цяло графичните процесори са по-ефективни от процесорите за алгоритми, при които обработката на големи блокове от данни се извършва паралелно. Очаква се, тъй като GPU са проектирани да манипулират компютърни графики, които са изключително паралелни по природа.
Съществува и тази нова концепция, известна като GPGPU (изчисления с общо предназначение върху GPU), за използване на GPU за използване на паралелизма на данни, наличен в някои приложения (като биоинформатика) и, следователно, извършване на неграфична обработка в GPU. Те обаче не се вземат предвид в това сравнение.
Каква е разликата между CPU и GPU?• Въпреки че причината за внедряването на CPU е да действа като мозък на изчислителна система, GPU се въвежда като допълнителна единица за обработка, която обработва интензивната изчислителна обработка на графики и обработката, изисквана от задачата на прожектиране на графики към дисплеите. • По природа обработката на графики е присъщо паралелна и следователно може лесно да бъде паралелизирана и ускорена. • В ерата на многоядрените системи процесорите са проектирани само с няколко ядра, които могат да обработват няколко софтуерни нишки, които могат да бъдат използвани в приложна програма (паралелизъм на ниво инструкции и нишка). Графичните процесори са проектирани със стотици ядра, за да използват наличния паралелизъм. |
