CPU vs. GPU: Care este diferența?
Publicat: 2022-01-29
Dacă ți-ai construit vreodată propriul computer – sau chiar ai citit despre el – ți-ai dat seama că un procesor și un GPU sunt două lucruri foarte diferite. Dar care este diferența exact și cum funcționează acest lucru în practică?
Ce sunt procesoarele și GPU-urile?
Răspunsul scurt este că procesorul, prescurtare pentru unitatea centrală de procesare, deși numit și „procesor”, rulează computerul. Este hub-ul central pentru dispozitivul dvs. și gestionează toate procesele care îl fac să funcționeze. Dacă nu ai un procesor, nu ai un computer, doar un presăpator de ultimă generație.
GPU-ul sau unitatea de procesare grafică, numită și „placă grafică”, rulează grafica afișată pe ecran. GPU-urile sunt, de asemenea, vitale pentru funcționarea computerului dvs., fără ele, nimic nu s-ar afișa pe ecran. Acestea fiind spuse, nu trebuie să fie întotdeauna un GPU discret sau separat; multe procesoare, în special pentru laptopuri, au GPU-uri încorporate.
Aceste plăci grafice integrate, totuși, nu au prea multă putere. Dacă doriți să rulați grafică de ultimă generație pentru jocuri sau software grafic avansat, cum ar fi modelatorii 3D, veți avea nevoie de un GPU discret. Doar că au mult mai multă putere.
Unde le veți găsi
Pentru că un procesor este atât de, ei bine, central, ele sunt omniprezente: nu există un singur dispozitiv digital care să nu aibă unul. Telefoanele inteligente și dispozitivele inteligente vor avea, în general, unele foarte mici, care nu scot multă putere de calcul, în timp ce supercalculatoarele vor avea rețele masive de procesoare care pot face calcule care ar face ca telefonul să eructe fum în câteva minute.
GPU-urile discrete sunt mult mai specializate. În general, se găsesc doar în laptopurile și PC-urile comercializate pentru jucători – de fapt, sunt cea mai mare piață, deoarece majoritatea jocurilor de top din ziua de azi necesită o putere de calcul grafică serioasă. Artiștii vizuali sunt ceilalți mari cumpărători de GPU, deoarece au nevoie să redeze imagini rapid și în detaliu, ceva ce un GPU integrat într-un procesor nu poate face nici pe departe.
Cu toate acestea, nu doar jucătorii și artiștii folosesc GPU-uri. De asemenea, sunt folosite foarte mult în învățarea automată și în minarea cripto, din motive pe care le vom aborda în curând.
Cum funcționează un procesor față de un GPU
CPU și GPU fac lucruri diferite datorită modului în care sunt construite. Un procesor rulează procese în serie – cu alte cuvinte, unul după altul – pe fiecare dintre nucleele sale. Majoritatea procesoarelor au patru până la opt nuclee, deși procesoarele high-end pot avea până la 64.
Când computerul rulează, fiecare nucleu va rula un proces mai mult sau mai puțin de la sine, cum ar fi înregistrarea apăsărilor de taste în timpul tastării. În timp ce face asta, alte nuclee vor gestiona toate celelalte procese pe care le vedeți rulând în Managerul de activități Windows (sau vor aștepta să ruleze). Deoarece gestionează sarcinile în serie și dedică o mare parte din puterea sa de procesare fiecărei sarcini, rulează — și comută între rularea diferitelor procese — la viteza fulgerului.
Un GPU abordează computerul în mod diferit. Când i se primește o sarcină, un GPU o va subdiviza în mii de sarcini mai mici și apoi le va procesa pe toate odată, deci simultan, mai degrabă decât în serie. Acest lucru face ca GPU-urile să fie mult mai potrivite pentru gestionarea proceselor mari care sunt alcătuite din multe părți mici, cum ar fi grafica 3D.
De exemplu, într-un joc ceea ce vezi este practic un câmp de poligoane. Fiecare poligon este completat individual de GPU în același timp și, având în vedere că pot fi mii de ele, este de fapt destul de impresionant cât de fluid pot face GPU-urile. Puteți chiar să vedeți singur atunci când GPU-ul dumneavoastră funcționează defectuos în timpul jocului, deoarece obțineți blocuri mari de texturi pe ecran.
Când să utilizați un procesor față de un GPU
Pentru că funcționează atât de diferit, procesoarele și GPU-urile au aplicații foarte diferite. Procesarea în serie este ceea ce face ca un computer să funcționeze. Dacă ați încerca să rulați un computer folosind procese concurente, nu ar funcționa foarte bine, deoarece este greu de subdivizat tastând un eseu sau rulând un browser. CPU-urile pot dedica multă putere doar pentru o mână de sarcini, dar, ca rezultat, execută acele sarcini mult mai rapid.
GPU-urile, pe de altă parte, sunt mult mai eficiente decât procesoarele și, prin urmare, sunt mai bune pentru sarcini mari, complexe, cu multă repetare, cum ar fi punerea a mii de poligoane pe ecran. Dacă ai încerca să faci asta cu un procesor, s-ar bloca, chiar dacă ar funcționa.
GPU-urile nu sunt doar despre grafică
Ideea că procesoarele rulează computerul în timp ce GPU-ul rulează grafica a fost înființată până acum câțiva ani. Până atunci, rar vedeai o placă grafică pentru altceva decât jocuri sau procesare vizuală (grafică 3D sau editare de imagini și video).
Cu toate acestea, aceasta a suferit o schimbare drastică în ultimii ani datorită a două schimbări importante în modul în care folosim computerele. Primul este învățarea automată (numită și învățarea profundă), care necesită o procesare simultană intensivă din cauza modului în care gestionează datele.
După cum explică acest articol mult mai detaliat, fiecare informație care este procesată de un algoritm de învățare profundă trece prin mai multe filtre, numite ponderi. Având în vedere că există o mulțime de filtre și o mulțime de puncte de date, rularea acestora printr-un CPU ar dura o veșnicie. Un GPU este mult mai potrivit pentru sarcină.
GPU-uri și Crypto Mining
GPU-urile sunt, de asemenea, populare atunci când exploatează criptomonede, dintr-un motiv similar. Pentru a obține monede noi, de obicei trebuie să rezolvați o ecuație criptografică complicată care va debloca următoarea secțiune a blockchain-ului. Forța brută este cuvântul cheie aici, deoarece cu cât o putere de procesare este mai mare la una dintre aceste ecuații, cu atât sunt mai mari șansele de a o rezolva rapid.
GPU-urile au un avantaj dublu față de procesoare, deoarece nu numai că pot aduce mai multă putere de procesare datorită faptului că sunt mai eficiente, ci sunt și echipate cu procesoare matematice specializate, numite Arithmetic Logic Units (ALU). ALU-urile ajută la redarea grafică mai rapidă, dar sunt și o mană divină pentru oricine caută să rezolve probleme matematice complicate.
De fapt, GPU-urile au devenit atât de populare printre criptominerii încât au cauzat o penurie la nivel mondial de plăci grafice, una care abia se atenuează la momentul scrierii, în decembrie 2021. Am parcurs un drum lung de când plăcile grafice erau folosite doar de către jucătorii.