Aký je rozdiel medzi CPU a GPU?

V počítačoch sú dva odlišné procesory, CPU a GPU. CPU alebo centrálna procesorová jednotka je hlavným jadrom počítača, spracováva prevažnú väčšinu údajov potrebných na chod počítača. GPU alebo Graphics Processing Unit je sekundárny procesor, ktorý sa používa predovšetkým na spracovanie grafiky.

Dizajn CPU

CPU je navrhnutý s relatívne nízkym počtom výpočtových jadier so zameraním na sériové spracovanie s nízkou latenciou. To znamená, že CPU sú navrhnuté tak, aby čo najrýchlejšie vykonávali sériu úloh. Nástup viacjadrových CPU im umožnil vykonávať viacero operácií súčasne, ak to pracovné zaťaženie dovoľuje.

V prípade viacjadrového CPU môžu aplikácie ťažiť zo súbežného vykonávania viacerých krokov ich logiky. To môže poskytnúť zdvojnásobenie alebo viac rýchlosti spracovania v závislosti od počtu jadier a od toho, či logika programu dokáže využiť všetky z nich

V mnohých prípadoch musí byť logika jedného procesu dokončená v poriadku a nemôže byť paralelná medzi viacerými jadrami CPU. V tomto prípade je stále možné vidieť zvýšenie rýchlosti na jednom jadrovom CPU, pretože program môže mať vyhradené jadro spracovania, namiesto toho, aby musel zdieľať zdroj so zvyškom systému.

Dizajn GPU

GPU je navrhnutý s oveľa väčším počtom jadier a zvyčajne pracuje pri nižších rýchlostiach, predovšetkým z dôvodov správy tepla. Veľký počet procesorových jadier je spôsobený tým, že GPU sú optimalizované pre paralelné spracovanie a veľmi vysokú priepustnosť.

GPU sa zvyčajne používajú na vykresľovanie grafiky, najmä vo videohrách. V tomto scenári musí GPU vykresliť celú scénu mnohokrát za sekundu, aby zážitok fungoval. Spracovateľský výkon potrebný na spracovanie jednotlivých grafických prvkov je relatívne nízky, ale na jeden snímok je potrebné spustiť tisíce procesov a potom sú potrebné desiatky snímok za sekundu.

CPU a GPU v počítačoch

Všetky počítače majú nejakú formu GPU, pretože je potrebná na zobrazenie čohokoľvek na obrazovke. V lacných a niektorých systémoch strednej triedy túto úlohu vo všeobecnosti vykonáva integrovaný grafický čip s relatívne nízkym výkonom. Tento čip je zabudovaný do CPU, ale na vykonávanie grafických úloh používa svoje vlastné jadrá spracovania.

Na počítačoch s vyšším výkonom, najmä na tých, ktoré sú navrhnuté pre grafické pracovné zaťaženie, je procesor GPU oddelený od samostatnej grafickej karty. V tejto konfigurácii je viac miesta pre viac jadier a ďalších komponentov. Oddelenie dvoch primárnych zdrojov tepla navyše umožňuje lepšie chladenie oboch, čím sa ďalej zvyšuje rýchlosť.

Samostatné GPU je možné použiť aj na iné úlohy ako na spracovanie grafiky, pretože určité pracovné zaťaženia sú vhodné aj pre vysokú priepustnosť a paralelizmus GPU. Napríklad strojové učenie a niektoré vedecké úlohy sa bežne vykonávajú na GPU.