Quina diferència hi ha entre les CPU i les GPU?

En els ordinadors, hi ha dos processadors diferents, una CPU i una GPU. Una CPU, o unitat central de processament, és el nucli principal d'un ordinador, processa la gran majoria de les dades necessàries per fer funcionar l'ordinador. Una GPU o unitat de processament gràfic és un processador secundari que s'utilitza principalment per al processament de gràfics.

Disseny de CPU

Una CPU està dissenyada amb un nombre relativament baix de nuclis de processament, amb un enfocament en el processament en sèrie de baixa latència. Això vol dir que les CPU estan dissenyades per realitzar una sèrie de tasques el més ràpid possible. L'arribada de les CPU multinucli els ha permès realitzar múltiples operacions simultàniament, on la càrrega de treball ho permet.

En el cas d'una CPU de diversos nuclis, les aplicacions es poden beneficiar de tenir múltiples passos per a la seva lògica realitzats simultàniament. Això pot proporcionar una duplicació o més de la velocitat de processament, depenent del nombre de nuclis i de si la lògica del programa pot aprofitar-los tots.

En molts casos, la lògica d'un sol procés s'ha de completar en ordre i no es pot paral·lelitzar entre diversos nuclis de CPU. En aquest cas, encara es pot veure un augment de velocitat en una CPU d'un sol nucli, ja que el programa pot tenir un nucli de processament dedicat, en lloc d'haver de compartir el recurs amb la resta del sistema.

Disseny de GPU

Una GPU està dissenyada amb un nombre de nuclis molt més gran i normalment funciona a velocitats més baixes, principalment per raons de gestió de la calor. El gran nombre de nuclis de processament es deu al fet que les GPU estan optimitzades per al processament paral·lel i un rendiment molt elevat.

Les GPU s'utilitzen normalment per a la representació de gràfics, especialment en videojocs. En aquest escenari, una GPU necessita renderitzar una escena sencera moltes vegades per segon perquè l'experiència funcioni. La potència de processament necessària per processar elements gràfics individuals és relativament baixa, però cal executar milers de processos per fotograma i després es necessiten desenes de fotogrames per segon.

CPU i GPU als ordinadors

Tots els ordinadors tenen algun tipus de GPU, ja que es necessita per mostrar qualsevol cosa a la pantalla. Al pressupost i alguns sistemes de nivell mitjà, aquesta tasca es realitza generalment mitjançant un xip de gràfics integrat de potència relativament baixa. Aquest xip està integrat a la CPU, però utilitza els seus propis nuclis de processament per realitzar càrregues de treball gràfics.

En ordinadors de major potència, especialment els dissenyats per a càrregues de treball gràfics, el processador GPU està separat en una targeta gràfica discreta. En aquesta configuració, hi ha més espai per a més nuclis i altres components. A més, separar les dues fonts de calor primàries permet que ambdues es refredin millor, augmentant encara més les velocitats.

Les GPU discretes també es poden utilitzar per a tasques diferents del processament de gràfics, ja que determinades càrregues de treball també s'adapten a l'alt rendiment i el paral·lelisme d'una GPU. L'aprenentatge automàtic i algunes càrregues de treball científiques es realitzen habitualment a les GPU, per exemple.