Разница между процессором и графическим процессором

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 08:42

CPU против GPU

CPU, аббревиатура от Central Processing Unit, - это мозг вычислительной системы, который выполняет «вычисления», данные в виде инструкций, через компьютерную программу. Следовательно, наличие ЦП имеет смысл только тогда, когда у вас есть вычислительная система, которая является «программируемой» (чтобы она могла выполнять инструкции), и мы должны отметить, что ЦП является «центральным» процессором, блоком, который управляет другими блоками / части вычислительной системы. В сегодняшнем контексте ЦП обычно размещается в одном кремниевом кристалле, также известном как микропроцессор. С другой стороны, GPU, аббревиатура от Graphics Processing Unit, предназначен для разгрузки вычислительно-ресурсоемких задач обработки графики с центрального процессора. Конечная цель таких задач - проецировать графику на дисплей, например на монитор. Учитывая, что такие задачи хорошо известны и специфичны,в основном их не нужно программировать, и, кроме того, такие задачи по своей сути параллельны из-за природы блоков отображения. Опять же, в текущем контексте, хотя менее производительные графические процессоры обычно расположены в том же кремниевом чипе, где вы найдете ЦП (эта установка известна как интегрированный графический процессор), другие, более способные и мощные графические процессоры находятся в их собственном кремниевом чипе, как правило, на отдельной печатной плате.

Что такое процессор?

Термин CPU используется в вычислительных системах уже более пяти десятилетий, и он был единственным процессором в ранних компьютерах, пока не были введены «другие» процессоры (например, графические процессоры), чтобы дополнить его вычислительную мощность. Двумя основными компонентами ЦП являются его арифметико-логический блок (он же ALU) и блок управления (он же CU). ALU процессора отвечает за арифметические и логические операции вычислительной системы, а CU отвечает за выборку программы команд из памяти, их декодирование и указание другим модулям, таким как ALU, выполнять инструкции. Следовательно, блок управления ЦП несет ответственность за то, чтобы ЦП был «центральным» процессором. CU для извлечения инструкций из памяти, инструкции должны храниться в памяти как программы и, следовательно,такая обучающая система также известна как «сохраненные программы». Было бы ясно, что CU не будет выполнять инструкции, но будет способствовать тому же, взаимодействуя с нужными модулями, такими как ALU.

Что такое графический процессор (он же VPU)?

Термин «графический процессор» (GPU) был введен в конце девяностых компанией NVIDIA, производящей графические процессоры, которая утверждала, что выпустила на рынок первый в мире графический процессор (GeForce256) в 1999 году. Согласно Википедии, во времена GeForce256 NVIDIA определяла графический процессор как следующее: «однокристальный процессор со встроенными механизмами преобразования, освещения, настройки / отсечения треугольников и рендеринга, способный обрабатывать не менее 10 миллионов полигонов в секунду». Пару лет спустя конкурент NVIDIA, ATI Graphics, другая аналогичная компания, выпустила аналогичный процессор (Radeon300) с термином VPU для модуля визуальной обработки. Однако очевидно, что термин GPU стал более популярным, чем термин VPU.

Сегодня графические процессоры используются повсюду, например, во встроенных системах, мобильных телефонах, персональных компьютерах и ноутбуках, а также игровых консолях. Современные графические процессоры чрезвычайно мощны в управлении графикой, и они сделаны программируемыми, чтобы их можно было адаптировать к различным ситуациям и приложениям. Однако даже сейчас типичные графические процессоры программируются на заводе с помощью так называемого микропрограммного обеспечения. Как правило, графические процессоры более эффективны, чем процессоры, для алгоритмов, в которых обработка больших блоков данных выполняется параллельно. Это ожидаемо, поскольку графические процессоры предназначены для управления компьютерной графикой, которая чрезвычайно параллельна по своей природе.

Существует также эта новая концепция, известная как GPGPU (универсальные вычисления на графическом процессоре), для использования графических процессоров для использования параллелизма данных, доступного в некоторых приложениях (таких как биоинформатика), и, следовательно, для выполнения неграфической обработки в графическом процессоре. Однако они не рассматриваются в данном сравнении.

В чем разница между CPU и GPU?

• В то время как причина развертывания ЦП заключается в том, чтобы действовать как мозг вычислительной системы, графический процессор представлен как дополнительный блок обработки, который обрабатывает интенсивные вычисления и обработку графики, требуемую для задачи проецирования графики на дисплей. единицы измерения.

• По своей природе обработка графики является параллельной, поэтому ее можно легко распараллелить и ускорить.

• В эпоху многоядерных систем процессоры проектируются только с несколькими ядрами, которые могут обрабатывать несколько программных потоков, которые могут быть использованы в прикладной программе (параллелизм на уровне инструкций и потоков). Графические процессоры разработаны с сотнями ядер, чтобы использовать доступный параллелизм.