CPU vs GPU
CPU, zkratka pro Central Processing Unit, je mozkem výpočetního systému, který provádí „výpočty“zadávané jako instrukce prostřednictvím počítačového programu. Proto mít CPU má smysl pouze tehdy, když máte výpočetní systém, který je „programovatelný“(aby mohl provádět instrukce) a měli bychom si uvědomit, že CPU je „Centrální“procesorová jednotka, jednotka, která řídí ostatní jednotky/ části výpočetního systému. V dnešním kontextu je CPU obvykle umístěn v jediném křemíkovém čipu známém také jako mikroprocesor. Na druhou stranu, GPU, zkratka pro Graphics Processing Unit, je navržena tak, aby přenesla výpočetně náročné úlohy zpracování grafiky z CPU. Konečným cílem těchto úkolů je promítat grafiku na zobrazovací jednotku, jako je monitor. Vzhledem k tomu, že takové úlohy jsou dobře známé a specifické, není nutné je v podstatě programovat a navíc jsou takové úlohy ze své podstaty paralelní vzhledem k povaze zobrazovacích jednotek. Opět platí, že v současném kontextu, zatímco méně schopné GPU jsou obvykle umístěny ve stejném křemíkovém čipu, kde najdete CPU (toto nastavení je známé jako integrovaný GPU), ostatní, schopnější a výkonnější GPU se nacházejí v jejich vlastním křemíkovém čipu, obvykle na samostatné desce plošných spojů (Printed Circuit Board).
Co je CPU?
Pojem CPU se ve výpočetních systémech používá již více než pět desetiletí a byl jedinou procesorovou jednotkou v raných počítačích, dokud nebyly zavedeny „jiné“procesorové jednotky (jako GPU), které doplnily jeho výpočetní výkon. Dvě hlavní součásti CPU jsou jeho aritmetická logická jednotka (aka ALU) a řídicí jednotka (aka CU). ALU CPU je zodpovědná za aritmetické a logické operace výpočetního systému a CU je zodpovědná za načítání instrukčního programu z paměti, jejich dekódování a instruování dalších jednotek, jako je ALU, aby provedly instrukce. Proto je řídicí jednotka CPU zodpovědná za to, že sláva CPU je „centrální“procesorová jednotka. Pro načtení instrukcí z paměti CU musí být instrukce uloženy jako programy v paměti, a proto je takový instrukční systém také znám jako „uložené programy“. Bylo by jasné, že CU instrukce neprovede, ale usnadní totéž komunikací se správnými jednotkami, jako je ALU.
Co je GPU (aka VPU)?
Pojem Graphics Processing Unit (GPU) zavedla koncem devadesátých let NVIDIA, společnost vyrábějící GPU, která tvrdila, že uvedla na trh první GPU na světě (GeForce256) v roce 1999. Podle Wikipedie v době GeForce256 NVIDIA definovala GPU takto: „jednočipový procesor s integrovanou transformací, osvětlením, nastavením/ořezáváním trojúhelníků a vykreslovacími enginy, který je schopen zpracovat minimálně 10 milionů polygonů za sekundu“. O několik let později konkurenční ATI Graphics společnosti NVIDIA, další podobná společnost, vydala podobný procesor (Radeon300) s označením VPU pro Visual Processing Unit. Je však zřejmé, že výraz GPU se stal populárnějším než výraz VPU.
GPU jsou dnes nasazovány všude, například ve vestavěných systémech, mobilních telefonech, osobních počítačích a noteboocích a herních konzolích. Moderní GPU jsou extrémně výkonné při manipulaci s grafikou a jsou programovatelné, takže je lze přizpůsobit různým situacím a aplikacím. Nicméně i nyní jsou typické GPU programovány v továrně prostřednictvím takzvaného firmwaru. Obecně platí, že GPU jsou efektivnější než CPU pro algoritmy, kde se zpracování velkých bloků dat provádí paralelně. Očekává se to, protože GPU jsou navrženy tak, aby manipulovaly s počítačovou grafikou, která má extrémně paralelní povahu.
Existuje také tento nový koncept známý jako GPGPU (General Purpose computing on GPU), který využívá GPU k využití datového paralelismu dostupného v některých aplikacích (jako je bioinformatika), a tedy k provádění negrafického zpracování v GPU. V tomto srovnání se však neberou v úvahu.
Jaký je rozdíl mezi CPU a GPU?• Zatímco důvodem nasazení CPU je fungovat jako mozek výpočetního systému, GPU je představen jako doplňková procesorová jednotka, která se stará o výpočetně náročné grafické zpracování a zpracování vyžadované úkolem promítání grafiky na zobrazovací jednotky. • Zpracování grafiky je přirozeně paralelní, a proto jej lze snadno paralelizovat a zrychlit. • V éře vícejádrových systémů jsou CPU navrženy pouze s několika jádry, která zvládnou několik softwarových vláken, což lze využít v aplikačním programu (paralelismus na úrovni instrukcí a vláken). GPU jsou navrženy se stovkami jader, aby bylo možné využít dostupný paralelismus. |
