Διαφορά μεταξύ CPU και GPU

της CPU vs GPU

είναι το μυαλό ενός υπολογιστικού συστήματος εκτελεί τους "υπολογισμούς" που δίδονται ως οδηγίες μέσω ενός προγράμματος υπολογιστή. Επομένως, η κατοχή CPU έχει νόημα μόνο όταν έχετε ένα υπολογιστικό σύστημα που είναι "προγραμματιζόμενο" (ώστε να μπορεί να εκτελέσει οδηγίες) και θα πρέπει να σημειώσουμε ότι η CPU είναι η "κεντρική" μονάδα επεξεργασίας, η μονάδα που ελέγχει τις άλλες μονάδες / τμήματα ενός συστήματος πληροφορικής. Στο σημερινό πλαίσιο, μια CPU βρίσκεται συνήθως σε ένα ενιαίο τσιπ πυριτίου που επίσης γνωρίζει ως μικροεπεξεργαστή. Από την άλλη πλευρά, το GPU, το ακρωνύμιο της Μονάδας επεξεργασίας γραφικών, έχει σχεδιαστεί για να εκφορτώνει εργασίες επεξεργασίας γραφικών από την CPU. Ο απώτερος στόχος τέτοιων εργασιών είναι να προβάλει τα γραφικά σε μια μονάδα απεικόνισης, όπως μια οθόνη. Δεδομένου ότι τα καθήκοντα αυτά είναι γνωστά και συγκεκριμένα, δεν χρειάζονται ουσιαστικά προγραμματισμό και, επιπλέον, αυτά τα καθήκοντα είναι εγγενώς παράλληλα λόγω της φύσης των μονάδων απεικόνισης. Και πάλι, στο σημερινό πλαίσιο, ενώ οι λιγότερο ικανές GPU βρίσκονται συνήθως στο ίδιο τσιπ πυριτίου όπου βρίσκετε το CPU (αυτή η εγκατάσταση είναι γνωστή ως ενσωματωμένη GPU) άλλες, οι πιο ικανές, ισχυρές GPU βρίσκονται στο δικό τους chip από πυρίτιο, συνήθως σε χωριστή πλακέτα τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB).

Τι είναι η CPU;

Ο όρος CPU χρησιμοποιείται εδώ και πάνω από πέντε δεκαετίες σε υπολογιστικά συστήματα και ήταν η μοναδική μονάδα επεξεργασίας στους πρώτους υπολογιστές έως ότου εισήχθησαν "άλλες" μονάδες επεξεργασίας (όπως GPU) για να συμπληρώσουν την ισχύ επεξεργασίας. Τα δύο κύρια στοιχεία μιας CPU είναι η αριθμητική μονάδα λογικής (aka ALU) και η μονάδα ελέγχου (γνωστός και ως CU). Η μονάδα ALU μιας CPU είναι υπεύθυνη για τις αριθμητικές και λογικές λειτουργίες του υπολογιστικού συστήματος και η CU είναι υπεύθυνη για τη λήψη του προγράμματος διδασκαλίας από τη μνήμη, την αποκωδικοποίησή τους και την παροχή εντολών σε άλλες μονάδες όπως η ALU για την εκτέλεση των οδηγιών. Επομένως, η μονάδα ελέγχου της CPU είναι υπεύθυνη για να φέρει τη δόξα της CPU ως "κεντρική" μονάδα επεξεργασίας. Το CU για να ανακτήσει τις οδηγίες από τη μνήμη, οι οδηγίες πρέπει να αποθηκευτούν ως προγράμματα στη μνήμη και, επομένως, ένα τέτοιο σύστημα εντολών είναι επίσης γνωστό ως "αποθηκευμένα προγράμματα". Θα ήταν σαφές ότι η CU δεν θα εκτελέσει τις οδηγίες, αλλά θα διευκολύνει το ίδιο επικοινωνώντας με τις σωστές μονάδες, όπως η ALU.

Τι είναι η GPU (aka VPU);

Ο όρος Γραφική Μονάδα Επεξεργασίας (GPU) εισήχθη στα τέλη της δεκαετίας του 1990 από την NVIDIA, εταιρεία παραγωγής GPU, που ισχυρίστηκε ότι διέθεσε στην αγορά το πρώτο GPU (GeForce256) παγκοσμίως το 1999. Σύμφωνα με τη Wikipedia, κατά την εποχή του GeForce256, (GPU) ως εξής: "ένας επεξεργαστής ενός τσιπ με ενσωματωμένο μετασχηματισμό, φωτισμό, ρύθμιση τριγώνου / τρίψιμο και απόδοση κινητήρων ικανών να επεξεργάζονται τουλάχιστον 10 εκατομμύρια πολύγωνα ανά δευτερόλεπτο".Λίγες χρόνια αργότερα, ο ανταγωνιστής της NVIDIA, ATI Graphics, άλλη παρόμοια εταιρεία, κυκλοφόρησε έναν παρόμοιο επεξεργαστή (Radeon300) με τον όρο VPU για μονάδα οπτικής επεξεργασίας. Ωστόσο, καθώς είναι σαφές ότι ο όρος GPU έχει γίνει πιο δημοφιλής από τον όρο VPU.

Σήμερα οι μονάδες GPU αναπτύσσονται παντού, όπως σε ενσωματωμένα συστήματα, κινητά τηλέφωνα, προσωπικούς υπολογιστές και φορητούς υπολογιστές και κονσόλες παιχνιδιών. Οι σύγχρονες μονάδες GPU είναι εξαιρετικά ισχυρές στον χειρισμό γραφικών και είναι προγραμματιζόμενες έτσι ώστε να μπορούν να προσαρμοστούν σε διαφορετικές καταστάσεις και εφαρμογές. Ωστόσο, ακόμη και τώρα, οι τυπικές μονάδες GPU προγραμματίζονται στο εργοστάσιο μέσω αυτών που είναι γνωστά ως firmware. Γενικά, οι GPU είναι πιο αποτελεσματικές από τις CPU για αλγορίθμους όπου η επεξεργασία μεγάλων ομάδων δεδομένων γίνεται παράλληλα. Αναμένεται, δεδομένου ότι οι μονάδες GPU έχουν σχεδιαστεί για να χειρίζονται τα γραφικά των υπολογιστών, τα οποία είναι εξαιρετικά παράλληλα στη φύση.

Υπάρχει επίσης αυτή η νέα έννοια, γνωστή ως GPGPU (γενική χρήση υπολογιστών στη GPU), για να χρησιμοποιήσει τις GPUs για να εκμεταλλευτεί τον παραλληλισμό των δεδομένων που είναι διαθέσιμος σε ορισμένες εφαρμογές (όπως η βιοπληροφορική) και επομένως να εκτελεί επεξεργασία χωρίς γραφικά στη GPU. Ωστόσο, δεν εξετάζονται σε αυτή τη σύγκριση.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ CPU και GPU; • Η λογική πίσω από την ανάπτυξη ενός επεξεργαστή είναι να ενεργεί ως ο εγκέφαλος ενός συστήματος πληροφορικής, η GPU εισάγεται ως συμπληρωματική μονάδα επεξεργασίας που χειρίζεται την επεξεργασία υπολογισμό εντατική γραφικά και επεξεργασία που απαιτείται από το έργο της προβολής γραφικών στις μονάδες απεικόνισης. • Από τη φύση, η επεξεργασία γραφικών είναι εγγενώς παράλληλη και επομένως μπορεί εύκολα να παραλληλισθεί και να επιταχυνθεί. • Στην εποχή των συστημάτων πολλαπλών πυρήνων, οι επεξεργαστές έχουν σχεδιαστεί με λίγους μόνο πυρήνες που μπορούν να χειριστούν μερικά νήματα λογισμικού, τα οποία μπορούν να αξιοποιηθούν σε ένα πρόγραμμα εφαρμογής (παραλληλισμός επιπέδου διδασκαλίας και νήμα). Οι μονάδες GPU σχεδιάζονται με εκατοντάδες πυρήνες, για να αξιοποιήσουν τον διαθέσιμο παραλληλισμό.