Хотя некоторые из нас, кто более разбирается в компьютерах, могут хорошо знать о различиях между центральным процессором (AKA CPU) и графическим процессором (GPU), большинство из нас на самом деле знают только одну вещь - процессор обрабатывает большинство компьютерная обработка, за исключением некоторых более интенсивных графических процессов, которые обрабатываются графическим процессором. Помимо этого, однако, есть немало важных отличий, о которых следует помнить.
Если вы хотите построить компьютер или просто хотите глубже понять компоненты внутри вашего компьютера, вот некоторые из различий между процессором и графическим процессором.
Мозг компьютера
Конечно, наряду с этим есть некоторые компромиссы - процессоры должны быть намного более универсальными и способными выполнять все виды задач, которые может выполнять компьютер, в то время как графический процессор действительно должен обрабатывать только изображения, и как таковой может быть оптимизирован для этой цели. Другими словами, графические процессоры могут лучше обрабатывать графику, потому что графика включает в себя тысячи крошечных вычислений, которые необходимо выполнить. Вместо того, чтобы посылать эти крошечные уравнения в ЦП, который мог обрабатывать только немногие за раз, они отправляются в графический процессор, который может обрабатывать многие из них одновременно. Это связано с тем, что графический процессор построен на архитектуре с одной инструкцией, состоящей из нескольких данных, или SIMD, что позволяет графическому процессору выполнять операции с массивами данных. Это означает, что, когда набор данных имеет ту же последовательность операций, которую им необходимо выполнить, они планируются в потоках данных и обрабатываются все вместе. По сути, графические процессоры отлично подходят для выполнения одной и той же операции с тысячами фрагментов данных. Более подробную информацию об архитектуре SIMD можно получить здесь.
Совсем недавно был создан новый компьютерный чип - APU, или Ускоренный процессор. Это объединяет процессор и графический процессор в одну архитектуру, по сути, принимая на себя все действия, которые требует ваш компьютер. Нет, это не интегрированный графический процессор - это просто один процессор для всего. Преимущество этого состоит в том, что он уменьшает скорость передачи данных между процессором и графическим процессором и использует гораздо меньше энергии.
Спецификации
- Intel Core i7-7500U имеет базовую тактовую частоту 2, 70 ГГц и 2 физических ядра с 4 потоками на ядро.
- Графический процессор NVIDIA GTX1080 имеет базовую тактовую частоту 1, 60 ГГц и здоровенные 2560 ядер.
Основываясь на этих спецификациях, вы, вероятно, увидите два ключевых отличия: у процессоров тактовая частота выше, а у графических процессоров больше ядер. Другими словами, ЦП лучше всего справляются с чрезвычайно быстрыми вычислениями, в то время как графические процессоры лучше справляются с несколькими вычислениями, когда время может быть не таким уж сложным.
На самом деле, все больше и больше, графические процессоры используются не только для рендеринга графики, например для финансового моделирования, научных исследований и так далее.
Другое отличие состоит в том, что, хотя процессоры, как правило, не имеют своей собственной оперативной памяти, часто используются графические процессоры, и она называется VRAM. Это ОЗУ часто быстрее системного ОЗУ, поскольку оно реализовано на том же чипе, однако, как правило, оно намного меньше по размеру. Когда VRAM на GPU недостаточно велик, он вместо этого загружает ресурсы в системную RAM, однако, как уже упоминалось, это намного медленнее, чем VRAM. Большинство графических карт содержат не более 4 ГБ, а иногда и 8 ГБ видеопамяти, однако, поскольку графика становится более насыщенной, а виртуальная реальность становится все более заметной, мы, вероятно, увидим карты с большим количеством видеопамяти.
кэш
Есть и другая разница между процессором и графическим процессором. Например, ЦП имеет архитектуру, которая включает в себя много кэш-памяти, что позволяет ЦП обрабатывать всего несколько потоков одновременно. С другой стороны, графический процессор будет иметь гораздо меньший объем кэш-памяти, которая в основном предназначена для компенсации большей задержки из системной оперативной памяти компьютера. По мере разработки графических процессоров они включали все более крупные кеши, которые могут выполнять гораздо более общие задачи, например инструкции для шейдеров.
Выводы
Хотя есть много различий между процессором и графическим процессором, есть также множество сходств. В конце концов, именно процессор и графический процессор, работающие вместе, дают наилучшие результаты - по-настоящему мощный компьютер будет иметь как хороший процессор, так и хороший графический процессор.
