CPU vs GPU
CPU, skratka pre Central Processing Unit, je mozog výpočtového systému, ktorý vykonáva „výpočty“zadávané ako inštrukcie prostredníctvom počítačového programu. Preto mať CPU má zmysel iba vtedy, keď máte výpočtový systém, ktorý je „programovateľný“(aby mohol vykonávať inštrukcie) a mali by sme si uvedomiť, že CPU je „Centrálna“procesorová jednotka, jednotka, ktorá riadi ostatné jednotky/ časti výpočtového systému. V dnešnom kontexte je CPU zvyčajne umiestnený v jedinom kremíkovom čipe, ktorý je tiež známy ako mikroprocesor. Na druhej strane, GPU, skratka pre Graphics Processing Unit, je navrhnutá tak, aby preniesla výpočtovo náročné úlohy spracovania grafiky z CPU. Konečným cieľom takýchto úloh je premietať grafiku na zobrazovaciu jednotku, ako je monitor. Vzhľadom na to, že takéto úlohy sú dobre známe a špecifické, nie je potrebné ich v podstate programovať a navyše sú takéto úlohy svojou podstatou paralelné vzhľadom na povahu zobrazovacích jednotiek. Opäť platí, že v súčasnom kontexte, zatiaľ čo menej schopné GPU sú zvyčajne umiestnené v rovnakom silikónovom čipe, kde nájdete CPU (toto nastavenie je známe ako integrovaný GPU), ostatné, schopnejšie a výkonnejšie GPU sa nachádzajú v ich vlastnom silikónovom čipe, zvyčajne na samostatnom PCB (doska s plošnými spojmi).
Čo je CPU?
Pojem CPU sa používa vo výpočtových systémoch už viac ako päť desaťročí a bol jedinou procesorovou jednotkou v raných počítačoch, kým neboli zavedené „iné“procesorové jednotky (napríklad GPU), ktoré dopĺňali jeho výpočtový výkon. Dve hlavné súčasti CPU sú jeho aritmetická logická jednotka (alias ALU) a riadiaca jednotka (alias CU). ALU CPU je zodpovedná za aritmetické a logické operácie výpočtového systému a CU je zodpovedná za načítanie inštrukčného programu z pamäte, jeho dekódovanie a inštrukciu iných jednotiek, ako je ALU, aby vykonali inštrukcie. Preto je riadiaca jednotka CPU zodpovedná za slávu CPU ako „centrálnej“procesorovej jednotky. Aby CU načítala inštrukcie z pamäte, inštrukcie musia byť uložené ako programy v pamäti, a preto je takýto inštrukčný systém známy aj ako „uložené programy“. Bolo by jasné, že CU nebude vykonávať inštrukcie, ale uľahčí to isté komunikáciou so správnymi jednotkami, ako je ALU.
Čo je GPU (aka VPU)?
Pojem Graphics Processing Unit (GPU) zaviedla koncom deväťdesiatych rokov NVIDIA, spoločnosť vyrábajúca GPU, ktorá tvrdila, že uviedla na trh prvý GPU na svete (GeForce256) v roku 1999. Podľa Wikipédie, v čase GeForce256 NVIDIA definovala GPU nasledovne: „jednočipový procesor s integrovanou transformáciou, osvetlením, nastavovaním/orezávaním trojuholníkov a vykresľovacím jadrom, ktorý je schopný spracovať minimálne 10 miliónov polygónov za sekundu“. O niekoľko rokov neskôr, konkurenčná spoločnosť NVIDIA ATI Graphics, ďalšia podobná spoločnosť, vydala podobný procesor (Radeon300) s pojmom VPU pre Visual Processing Unit. Je však jasné, že výraz GPU sa stal populárnejším ako výraz VPU.
GPU sú dnes nasadené všade, napríklad vo vstavaných systémoch, mobilných telefónoch, osobných počítačoch a laptopoch a herných konzolách. Moderné GPU sú mimoriadne výkonné pri manipulácii s grafikou a sú programovateľné, aby sa dali prispôsobiť rôznym situáciám a aplikáciám. Avšak aj teraz sú typické GPU naprogramované v továrni pomocou takzvaného firmvéru. Vo všeobecnosti sú GPU efektívnejšie ako CPU pre algoritmy, kde sa spracovanie veľkých blokov údajov vykonáva paralelne. Očakáva sa to, pretože GPU sú navrhnuté tak, aby manipulovali s počítačovou grafikou, ktorá je svojou povahou extrémne paralelná.
Existuje aj nový koncept známy ako GPGPU (General Purpose computing on GPU), ktorý využíva GPU na využitie dátového paralelizmu dostupného v niektorých aplikáciách (ako je bioinformatika), a teda na vykonávanie negrafického spracovania v GPU. V tomto porovnaní sa však s nimi nepočíta.
Aký je rozdiel medzi CPU a GPU?• Zatiaľ čo dôvodom nasadenia CPU je pôsobiť ako mozog výpočtového systému, GPU je predstavený ako doplnková procesorová jednotka, ktorá sa stará o výpočtovo náročné grafické spracovanie a spracovanie vyžadované úlohou premietanie grafiky na zobrazovacie jednotky. • Spracovanie grafiky je prirodzene paralelné, a preto ho možno jednoducho paralelizovať a urýchliť. • V ére viacjadrových systémov sú CPU navrhnuté len s niekoľkými jadrami, ktoré dokážu spracovať niekoľko softvérových vlákien, ktoré možno využiť v aplikačnom programe (paralelizmus na úrovni inštrukcií a vlákien). GPU sú navrhnuté so stovkami jadier, aby sa využil dostupný paralelizmus. |
