Jaka jest różnica między procesorem a GPU?

Chociaż niektórzy z nas bardziej znający się na komputerach mogą być świadomi różnic między jednostką centralną (AKA CPU) a jednostką graficzną (GPU), większość z nas tak naprawdę wie tylko o jednej rzeczy - procesor obsługuje większość przetwarzanie komputerowe, z wyjątkiem niektórych bardziej intensywnych procesów graficznych obsługiwanych przez procesor graficzny. Poza tym należy jednak pamiętać o kilku ważnych różnicach.

Niezależnie od tego, czy chcesz zbudować komputer, czy po prostu chcesz głębiej zrozumieć elementy komputera, oto kilka różnic między procesorem a kartą graficzną, o których należy pamiętać.

Mózg komputera

Pierwszą rzeczą do zapamiętania jest rola każdego układu - procesor jest często nazywany mózgiem komputera, a wiele procesorów faktycznie ma zintegrowane układy graficzne bezpośrednio na nich. To dlatego, że GPU jest naprawdę tylko po to, aby uzupełnić procesor. W rzeczywistości, jeśli twoja płyta główna lub procesor ma możliwości graficzne, w ogóle nie potrzebujesz GPU - możesz go chcieć, szczególnie jeśli interesujesz się grami, edycją wideo lub edycją zdjęć.

Oczywiście, oprócz tego są pewne kompromisy - procesory muszą być znacznie bardziej wszechstronne i być w stanie poradzić sobie z wszelkiego rodzaju zadaniami, które komputer może na nich rzucić, podczas gdy procesor graficzny musi tylko obsługiwać przetwarzanie obrazu i jako taki można w tym celu zoptymalizować. Innymi słowy, procesory graficzne lepiej sobie radzą z grafiką, ponieważ zawierają tysiące drobnych obliczeń, które należy przeprowadzić. Zamiast wysyłać te małe równania do procesora, które mogły obsłużyć tylko kilka naraz, są one wysyłane do procesora graficznego, który może obsłużyć wiele z nich jednocześnie. Wynika to z faktu, że procesor graficzny oparty jest na architekturze z wieloma danymi pojedynczej instrukcji lub SIMD, umożliwiając GPU wykonywanie operacji na tablicach danych. Oznacza to, że gdy zestaw danych ma taką samą sekwencję operacji, jaką musi wykonać, są one planowane w strumieniach danych i przetwarzane razem. Zasadniczo procesory graficzne świetnie nadają się do wykonywania tej samej operacji na tysiącach danych. Aby uzyskać więcej informacji na temat architektury SIMD, przejdź tutaj.

Ostatnio powstał także nowy układ komputerowy - APU lub Accelerated Processing Unit. Łączy to procesor i procesor graficzny w jedną architekturę, w zasadzie podejmując każde działanie wymagane przez komputer. Nie, to nie jest zintegrowany procesor graficzny - to po prostu jeden procesor do wszystkiego. Zaletą tego jest to, że zmniejsza szybkość transferu między CPU a GPU i zużywa znacznie mniej energii.

Specyfikacja

Jednym z najlepszych sposobów ustalenia różnicy między procesorem a kartą graficzną jest spojrzenie na specyfikację. Rzućmy okiem na niektóre specyfikacje CPU i GPU najwyższej klasy.

• Intel Core i7-7500U ma podstawową taktowanie 2, 70 GHz i 2 rdzenie fizyczne z 4 wątkami na rdzeń.
• Procesor graficzny NVIDIA GTX1080 ma podstawową częstotliwość taktowania 1, 60 GHz i mocne 2560 rdzeni.

Na podstawie tych specyfikacji prawdopodobnie widać dwie kluczowe różnice - procesory mają większą częstotliwość taktowania, a procesory graficzne mają więcej rdzeni. Innymi słowy, procesory najlepiej radzą sobie z ekstremalnie szybkimi pojedynczymi obliczeniami, podczas gdy procesory graficzne lepiej radzą sobie z wieloma obliczeniami, gdy czas może nie być tak duży.

W rzeczywistości coraz więcej procesorów graficznych jest wykorzystywanych do celów wykraczających poza zwykłe renderowanie grafiki - takich jak modelowanie finansowe, badania naukowe i tak dalej.

Inna różnica polega na tym, że chociaż procesory na ogół nie mają własnej pamięci RAM, procesory graficzne często ją mają i nazywa się to VRAM. Ta pamięć RAM jest często szybsza niż systemowa pamięć RAM, ponieważ jest zaimplementowana na tym samym układzie, jednak ogólnie jest znacznie mniejsza. Kiedy VRAM na GPU nie jest wystarczająco duży, zamiast tego ładuje zasoby do systemowej pamięci RAM, jednak jak wspomniano, jest to znacznie wolniejsze niż VRAM. Większość kart graficznych zawiera co najwyżej 4 GB, a czasem 8 GB pamięci VRAM, jednak w miarę jak grafika staje się bardziej intensywna, a rzeczywistość wirtualna staje się bardziej widoczna, prawdopodobnie zobaczymy karty z większą ilością VRAM.

Pamięć podręczna

Istnieją również inne różnice między CPU a GPU. Na przykład procesor ma architekturę, która zawiera dużo pamięci podręcznej, co umożliwia procesorowi obsługę tylko kilku wątków jednocześnie. GPU, z drugiej strony, będzie mieć znacznie mniejszą pamięć podręczną, która w dużej mierze jest przeznaczona na nadrobienie większych opóźnień z systemowej pamięci RAM komputera. Wraz z rozwojem procesorów graficznych uwzględniono coraz większe pamięci podręczne, które są w stanie wykonywać znacznie bardziej ogólne czynności - na przykład instrukcje dla programów cieniujących.

Wnioski

Chociaż istnieje wiele różnic między procesorem a GPU, istnieje również mnóstwo podobieństw. W końcu to naprawdę procesor i GPU pracujące razem dają najlepsze wyniki - naprawdę potężny komputer będzie miał zarówno dobry procesor, jak i dobry procesor graficzny.