Jaký je rozdíl mezi CPU a GPU?

V počítačích jsou dva různé procesory, CPU a GPU. CPU neboli Central Processing Unit je hlavním jádrem počítače, zpracovává drtivou většinu dat potřebných pro chod počítače. GPU neboli Graphics Processing Unit je sekundární procesor, který se používá především pro zpracování grafiky.

Design CPU

CPU je navrženo s relativně nízkým počtem procesorových jader se zaměřením na sériové zpracování s nízkou latencí. To znamená, že CPU jsou navrženy tak, aby co nejrychleji prováděly řadu úkolů. Nástup vícejádrových CPU jim umožnil provádět více operací současně tam, kde to zátěž umožňuje.

V případě vícejádrového CPU mohou aplikace těžit z toho, že pro jejich logiku bude několik kroků prováděných současně. To může poskytnout zdvojnásobení nebo více rychlosti zpracování v závislosti na počtu jader a na tom, zda logika programu dokáže využít všechna z nich.

V mnoha případech musí být logika jednoho procesu dokončena v pořádku a nelze ji paralelizovat mezi více jádry CPU. V tomto případě lze stále pozorovat zvýšení rychlosti u jednoho jádra CPU, protože program může mít vyhrazené procesorové jádro, místo aby musel sdílet prostředek se zbytkem systému.

Design GPU

GPU je navrženo s mnohem větším počtem jader a obvykle pracuje při nižších rychlostech, především z důvodů řízení tepla. Velký počet procesorových jader je způsoben tím, že GPU jsou optimalizovány pro paralelní zpracování a velmi vysokou propustnost.

GPU se obvykle používají pro vykreslování grafiky, zejména ve videohrách. V tomto scénáři musí GPU vykreslit celou scénu mnohokrát za sekundu, aby zážitek fungoval. Zpracovatelský výkon potřebný ke zpracování jednotlivých grafických prvků je relativně nízký, ale na jeden snímek je potřeba spustit tisíce procesů a následně jsou potřeba desítky snímků za sekundu.

CPU a GPU v počítačích

Všechny počítače mají nějakou formu GPU, protože je potřeba k zobrazení čehokoli na obrazovce. V levných systémech a některých systémech střední úrovně je tento úkol obecně vykonáván integrovaným grafickým čipem s relativně nízkou spotřebou. Tento čip je zabudován do CPU, ale k provádění grafických úloh používá vlastní procesorová jádra.

Na počítačích s vyšším výkonem, zejména těch, které jsou navrženy pro grafické zatížení, je procesor GPU rozdělen na samostatnou grafickou kartu. V této konfiguraci je více místa pro více jader a další komponenty. Oddělení dvou primárních zdrojů tepla navíc umožňuje jejich lepší chlazení a další zvýšení rychlosti.

Diskrétní GPU lze použít i pro jiné úkoly, než je zpracování grafiky, protože určité pracovní zátěže jsou také vhodné pro vysokou propustnost a paralelismus GPU. Například na GPU se běžně provádí strojové učení a některé vědecké úlohy.