Rozdíl mezi CPU a GPU

CPU vs GPU

CPU, zkratka pro centrální procesorovou jednotku, je mozek výpočetního systému, který provádí „výpočty“ dané jako instrukce prostřednictvím počítačového programu. Proto, mít CPU má smysl, pouze pokud máte výpočetní systém, který je „programovatelný“ (aby mohl provádět pokyny) a měli bychom si uvědomit, že CPU je „centrální“ jednotka zpracování, jednotka, která řídí ostatní jednotky / části výpočetního systému. V dnešním kontextu je CPU obvykle umístěn v jediném křemíkovém čipu známém také jako mikroprocesor. Na druhé straně, GPU, zkratka pro grafickou zpracovatelskou jednotku, je navržena tak, aby odčítala výpočetně náročné úlohy zpracování grafiky z CPU. Konečným cílem takových úkolů je promítnout grafiku na zobrazovací jednotku, jako je monitor. Vzhledem k tomu, že takové úkoly jsou dobře známé a specifické, nemusí být v zásadě programovány, a navíc jsou tyto úkoly přirozeně paralelní vzhledem k povaze zobrazovacích jednotek. V současném kontextu, i když méně schopné GPU jsou obvykle umístěny ve stejném křemíkovém čipu, kde najdete CPU (toto nastavení je známé jako integrovaný GPU), jiné, výkonnější a výkonnější GPU se nacházejí v jejich vlastním křemíkovém čipu, obvykle na samostatné desce plošných spojů (Deska s plošnými spoji).

Co je CPU?

Termín CPU se nyní používá ve výpočetních systémech více než pět desetiletí a byl jedinou zpracovatelskou jednotkou v počátečních počítačích, dokud nebyly zavedeny „jiné“ procesorové jednotky (například GPU), které doplňovaly její 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 načtení instrukčního programu z paměti, jejich dekódování a instruování dalších jednotek, jako je ALU, aby provedly instrukce. Řídicí jednotka CPU je proto zodpovědná za to, že sláva CPU bude „centrální“ procesorovou jednotkou. CU pro načtení instrukcí z paměti musí být instrukce uloženy jako programy do paměti, a proto je takový instrukční systém také známý jako „uložené programy“. Mělo by být zřejmé, že CU nebude provádět pokyny, ale usnadní je tím, že bude komunikovat se správnými jednotkami, jako je ALU.. 

Co je GPU (aka VPU)?

Termín Grafická jednotka zpracování (GPU) byl představen koncem devadesátých let společností NVIDIA, výrobní společností GPU, která tvrdila, že na trh uvedla první GPU na světě (GeForce256) v roce 1999. Podle Wikipedie NVIDIA v době GeForce256 definovala společnost GPID jako následující: „jednočipový procesor s integrovanými transformačními, osvětlovacími, nastavovacími / ořezávacími trojúhelníky a vykreslovacími motory, který je schopen zpracovat minimálně 10 milionů polygonů za sekundu“. O několik let později, konkurenční NVIDIA ATI Graphics, další podobná společnost, vydala podobný procesor (Radeon300) s termínem VPU pro Visual Processing Unit. Je však zřejmé, že pojem GPU se stal populárnějším než termín VPU. 

Dnes jsou GPU rozmístěny všude, například ve vestavěných systémech, mobilních telefonech, osobních počítačích a noteboocích a herních konzolách. Moderní GPU jsou mimořádně výkonné při manipulaci s grafikou a jsou programovatelné tak, aby je bylo možné přizpůsobit různým situacím a aplikacím. Avšak i nyní jsou typické GPU programovány v továrně pomocí tzv. Firmwaru. Obecně jsou GPU efektivnější než CPU pro algoritmy, kde zpracování velkých bloků dat probíhá paralelně. Očekává se, že GPU jsou navrženy tak, aby manipulovaly s počítačovou grafikou, která je svou povahou extrémně paralelní. 

K dispozici je také tento nový koncept známý jako GPGPU (General Purpose Computing on GPU), který využívá GPU k využití datového paralelismu, který je k dispozici v některých aplikacích (jako je bioinformatika), a tedy při zpracování bez grafiky v GPU. V tomto srovnání však nejsou brány v úvahu.