CPU กับ GPU: อะไรคือความแตกต่าง?

หากคุณเคยสร้างคอมพิวเตอร์ของคุณเองหรือเพียงแค่อ่านเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ คุณจะพบว่า CPU และ GPU เป็นสองสิ่งที่แตกต่างกันมาก แต่อะไรคือความแตกต่างกันแน่ และมันทำงานอย่างไรในทางปฏิบัติ?

CPU และ GPU คืออะไร?

คำตอบสั้น ๆ คือ CPU ย่อมาจากหน่วยประมวลผลกลาง เรียกอีกอย่างว่า "โปรเซสเซอร์" รันคอมพิวเตอร์ของคุณ เป็นศูนย์กลางสำหรับอุปกรณ์ของคุณและจัดการกระบวนการทั้งหมดที่ทำให้ใช้งานได้ หากคุณไม่มี CPU แสดงว่าคุณไม่มีคอมพิวเตอร์ มีแต่ที่ทับกระดาษที่ล้ำสมัย

ที่เกี่ยวข้อง CPU คืออะไรและทำอะไร?

GPU หรือหน่วยประมวลผลกราฟิก เรียกอีกอย่างว่า "กราฟิกการ์ด" เรียกใช้กราฟิกที่แสดงบนหน้าจอของคุณ GPU ยังมีความสำคัญต่อการทำงานของคอมพิวเตอร์ของคุณ หากไม่มี GPU ก็จะไม่ปรากฏบนหน้าจอของคุณ ที่กล่าวว่าไม่จำเป็นต้องแยกหรือแยก GPU; CPU หลายตัวโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแล็ปท็อปมี GPU ในตัว

แม้ว่าการ์ดกราฟิกในตัวเหล่านี้จะไม่มีอุ้มมากนัก หากคุณต้องการใช้งานกราฟิกระดับไฮเอนด์สำหรับเกมหรือซอฟต์แวร์กราฟิกขั้นสูง เช่น ผู้สร้างโมเดล 3 มิติ คุณจะต้องใช้ GPU แยก พวกเขามีพลังมากขึ้นเท่านั้น

คุณจะพบพวกเขาที่ไหน

เนื่องจากซีพียูนั้นเป็นศูนย์กลาง มีอยู่ทุกหนทุกแห่ง ไม่มีอุปกรณ์ดิจิทัลเครื่องใดเลยที่จะไม่มี โดยทั่วไปแล้ว สมาร์ทโฟนและสมาร์ทดีไวซ์จะมีอุปกรณ์ขนาดเล็กมากซึ่งใช้พลังประมวลผลไม่มาก ในขณะที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์จะมีเครือข่ายซีพียูขนาดใหญ่ที่สามารถคำนวณได้ซึ่งจะทำให้โทรศัพท์ของคุณมีควันภายในไม่กี่นาที

GPU แบบแยกนั้นมีความเชี่ยวชาญมากกว่ามาก โดยทั่วไปจะพบได้เฉพาะในแล็ปท็อปและพีซีที่ทำการตลาดให้กับนักเล่นเกม อันที่จริง เกมเหล่านี้เป็นตลาดที่ใหญ่ที่สุด เนื่องจากเกมระดับแนวหน้าส่วนใหญ่ในปัจจุบันต้องการพลังการประมวลผลแบบกราฟิกอย่างจริงจัง นักทัศนศิลป์เป็นผู้ซื้อ GPU รายใหญ่รายอื่นๆ เนื่องจากพวกเขาต้องการแสดงภาพอย่างรวดเร็วและมีรายละเอียด ซึ่ง GPU ที่รวมอยู่ใน CPU ก็ไม่สามารถทำได้ในบริเวณใกล้เคียงเช่นกัน

อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่แค่เกมเมอร์และศิลปินที่ใช้ GPU เท่านั้น พวกเขายังใช้อย่างมากในการเรียนรู้ของเครื่องและในการขุด crypto ด้วยเหตุผลที่เราจะพูดถึงในไม่ช้า

CPU ทำงานอย่างไรกับ GPU

CPU และ GPU ทำสิ่งต่าง ๆ เนื่องจากวิธีการสร้างขึ้น CPU รันการประมวลผลแบบอนุกรม หรืออีกนัยหนึ่ง ทีละตัวบนแต่ละคอร์ โปรเซสเซอร์ส่วนใหญ่มีสี่ถึงแปดคอร์ แม้ว่าซีพียูระดับไฮเอนด์จะมีมากถึง 64 คอร์

ที่เกี่ยวข้อง GPU คืออะไร? หน่วยประมวลผลกราฟิกอธิบาย

เมื่อคอมพิวเตอร์ทำงาน แต่ละคอร์จะเรียกใช้กระบวนการเองไม่มากก็น้อย เช่น การลงทะเบียนการกดแป้นพิมพ์ของคุณขณะพิมพ์ แม้ว่าจะทำเช่นนั้น คอร์อื่นๆ จะจัดการกระบวนการอื่นๆ ทั้งหมดที่คุณเห็นว่ากำลังทำงานอยู่ใน Windows Task Manager ของคุณ (หรือพวกเขาจะรอดำเนินการ) เนื่องจากจัดการงานตามลำดับและทุ่มเทพลังการประมวลผลส่วนใหญ่ให้กับแต่ละงาน มันจึงทำงานและสลับไปมาระหว่างการเรียกใช้กระบวนการต่างๆ ที่ความเร็วสายฟ้าแลบ

GPU ใช้วิธีการคำนวณต่างกัน เมื่อได้รับมอบหมายงาน GPU จะแบ่งย่อยงานออกเป็นงานย่อยๆ หลายพันงาน แล้วประมวลผลทั้งหมดพร้อมกัน ดังนั้นทำไปพร้อมๆ กันแทนที่จะทำเป็นลำดับ สิ่งนี้ทำให้ GPU เหมาะสำหรับการจัดการกระบวนการขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยชิ้นส่วนขนาดเล็กจำนวนมาก เช่น กราฟิก 3 มิติ

ตัวอย่างเช่น ในเกม สิ่งที่คุณเห็นคือพื้นที่ของรูปหลายเหลี่ยม รูปหลายเหลี่ยมแต่ละอันจะถูกเติมด้วย GPU ทีละตัวในเวลาเดียวกัน และเมื่อพิจารณาว่ามีรูปหลายเหลี่ยมจำนวนหลายพันรูป มันค่อนข้างน่าประทับใจทีเดียวที่ GPU ที่ทำงานได้อย่างลื่นไหลสามารถทำได้ คุณสามารถมองเห็นได้ด้วยตัวเองเมื่อ GPU ของคุณทำงานผิดปกติในขณะที่เล่นเกม เนื่องจากคุณได้รับบล็อกพื้นผิวขนาดใหญ่บนหน้าจอ

เมื่อใดควรใช้ CPU กับ GPU

เนื่องจากทำงานแตกต่างกันมาก CPU และ GPU จึงมีแอปพลิเคชันต่างกันมาก การประมวลผลแบบอนุกรมคือสิ่งที่ทำให้คอมพิวเตอร์ติ๊ก หากคุณพยายามเรียกใช้พีซีโดยใช้กระบวนการที่เกิดขึ้นพร้อมกัน มันจะทำงานได้ไม่ดีนัก เนื่องจากเป็นการยากที่จะแยกย่อยการพิมพ์เรียงความหรือใช้งานเบราว์เซอร์ ซีพียูสามารถทุ่มเทพลังมหาศาลให้กับงานเพียงไม่กี่อย่าง แต่ผลที่ได้คือ รันงานเหล่านั้นได้เร็วกว่ามาก

ในทางกลับกัน GPU นั้นมีประสิทธิภาพมากกว่า CPU มาก และดังนั้นจึงดีกว่าสำหรับงานขนาดใหญ่และซับซ้อนที่มีการทำซ้ำหลายครั้ง เช่น การวางรูปหลายเหลี่ยมนับพันลงบนหน้าจอ หากคุณพยายามทำสิ่งนั้นด้วย CPU ซีพียูก็จะหยุดทำงาน ถ้ามันใช้งานได้เลย

GPUs ไม่ใช่แค่เกี่ยวกับกราฟิกเท่านั้น

แนวคิดที่ว่า CPU ใช้งานคอมพิวเตอร์ในขณะที่ GPU ใช้งานกราฟิกนั้นมีรากฐานมายาวนานจนถึงเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา จนถึงตอนนี้ คุณแทบไม่เคยเห็นการ์ดกราฟิกสำหรับอย่างอื่นนอกจากเกมหรือการประมวลผลภาพ (กราฟิก 3 มิติหรือการตัดต่อภาพและวิดีโอ)

อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ เนื่องจากมีการเปลี่ยนแปลงสำคัญ 2 ประการในวิธีที่เราใช้คอมพิวเตอร์ อย่างแรกคือการเรียนรู้ของเครื่อง (เรียกอีกอย่างว่าการเรียนรู้เชิงลึก) ซึ่งต้องใช้การประมวลผลพร้อมกันอย่างเข้มข้นเนื่องจากวิธีการจัดการข้อมูล

เมื่อบทความนี้อธิบายรายละเอียดมากขึ้น ข้อมูลทุกบิตที่ประมวลผลโดยอัลกอริทึมการเรียนรู้เชิงลึกจะต้องผ่านตัวกรองหลายตัวที่เรียกว่าน้ำหนัก พิจารณาว่ามีตัวกรองจำนวนมากและจุดข้อมูลจำนวนมาก การดำเนินการนี้ผ่าน CPU จะใช้เวลาตลอดไป GPU เหมาะสมกับงานมากกว่ามาก

GPU และการขุด Crypto

GPU ยังเป็นที่นิยมเมื่อทำการขุดเพื่อเข้ารหัสลับ ด้วยเหตุผลเดียวกัน ในการรับเหรียญใหม่ คุณมักจะต้องแก้สมการการเข้ารหัสที่ซับซ้อนซึ่งจะปลดล็อกส่วนถัดไปของบล็อคเชน พลังดุร้ายคือคีย์เวิร์ดในที่นี้ เนื่องจากยิ่งคุณมีพลังการประมวลผลในสมการใดสมการหนึ่งมากเท่าใด โอกาสในการแก้สมการนั้นก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น

GPU มีข้อได้เปรียบเหนือ CPU ถึง 2 เท่า เพราะไม่เพียงแต่จะสามารถนำพลังการประมวลผลที่มากขึ้นเพื่อรองรับประสิทธิภาพที่มากขึ้นเท่านั้น แต่ยังติดตั้งโปรเซสเซอร์คณิตศาสตร์เฉพาะทาง ชื่อ Arithmetic Logic Units (ALU) ALU ช่วยให้กราฟิกเรนเดอร์เร็วขึ้น แต่ยังเป็นสวรรค์สำหรับใครก็ตามที่ต้องการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน

อันที่จริง GPU กลายเป็นที่นิยมในหมู่นักขุด crypto จนทำให้เกิดการขาดแคลนกราฟิกการ์ดทั่วโลก ซึ่งแทบจะไม่ผ่อนคลายเลยในขณะที่เขียนในเดือนธันวาคม 2021 เรามาไกลมากแล้วตั้งแต่สมัยที่การ์ดกราฟิกถูกใช้โดย นักเล่นเกม