Хоча деякі з кмітливих комп'ютерів серед нас, можливо, добре знають відмінності між центральним процесорним процесором (AKA CPU) і графічним процесором (GPU), більшість з нас насправді знає лише одне про них - процесор обробляє більшість комп'ютерна обробка, за винятком деяких більш інтенсивних процесів обробки графіки, якими обробляється GPU. Однак, однак, існує досить багато важливих відмінностей, які слід пам’ятати.
Незалежно від того, чи хочете ви створити комп’ютер чи просто хочете глибше зрозуміти компоненти всередині вашого комп’ютера, ось деякі відмінності між процесором та графічним процесором, які слід пам’ятати.
Мозок комп’ютера
Звичайно, поряд з цим є і деякі компроміси - процесор повинен бути набагато більш універсальним і вміти впоратися з усілякими завданнями, які комп'ютер може кинути на нього, тоді як GPU дійсно потребує лише обробки зображень, і як такого для цього можна оптимізувати. Іншими словами, графічні процесори можуть краще працювати з графікою, оскільки графіка включає тисячі крихітних обчислень, які потрібно провести. Замість того, щоб надсилати до процесора ті крихітні рівняння, які могли обробляти лише кілька, вони надсилаються до GPU, який може обробляти багато з них одночасно. Це тому, що GPU побудований на архітектурі Єдиної Інструкції з декількома даними, або SIMD, архітектурою, що дозволяє GPU виконувати операції над масивами даних. Це означає, що коли набір даних має ту саму послідовність операцій, яку потрібно виконувати, вони плануються в потоках даних і обробляються всі разом. В основному, GPU відмінно підходять для виконання однієї і тієї ж операції на тисячах даних. Для отримання додаткової інформації про архітектуру SIMD, зверніться тут.
Зовсім недавно був створений і новий комп'ютерний чіп - APU, або прискорений процесорний блок. Це поєднує процесор і графічний процесор в одній архітектурі, по суті беручи на себе всі дії, які вимагає ваш комп'ютер. Ні, це не інтегрований графічний процесор - це просто один процесор для всього. Перевагою цього є те, що вона знижує швидкість передачі між процесором та графічним процесором і використовує набагато менше енергії.
Технічні характеристики
- Intel Core i7-7500U має базову тактову частоту 2, 70 ГГц і 2 фізичні ядра з 4 потоками на ядро.
- Графічний процесор NVIDIA GTX1080 має тактову частоту 1, 60 ГГц та здоровенні 2560 ядер.
Виходячи з цих специфікацій, напевно, ви можете бачити дві ключові відмінності - процесори мають більш високу тактову частоту, а GPU - більше ядер. Іншими словами, процесори найкраще обробляти окремі обчислення надзвичайно швидко, тоді як графічні процесори краще обробляти кілька обчислень, коли час може бути не таким вже й великим.
Насправді, все більше і більше, GPU використовуються для речей, що не відрізняються від простого відображення графіки - наприклад, фінансового моделювання, наукових досліджень тощо.
Ще одна відмінність полягає в тому, що, хоча процесори зазвичай не мають власної оперативної пам’яті, часто це графічні процесори, і це називається VRAM. Ця ОЗУ часто швидша, ніж системна ОЗУ, оскільки реалізована на одній мікросхемі, однак вона, як правило, набагато менших розмірів. Коли VRAM на графічному процесорі недостатньо великий, він замість цього завантажить ресурси в системну оперативну пам’ять, проте, як було сказано, це набагато повільніше, ніж VRAM. Більшість графічних карт містять щонайменше 4 Гб або іноді 8 ГБ VRAM, однак, оскільки графіка стає інтенсивнішою, а віртуальна реальність стає більш помітною, ми, швидше за все, побачимо карти з більшою кількістю VRAM.
Кеш
Існують і інші відмінності між процесором і графічним процесором. Наприклад, процесор має архітектуру, яка включає в себе багато кеш-пам'яті, що дозволяє процесору обробляти лише кілька потоків одночасно. З іншого боку, графічний процесор матиме значно менший обсяг кеш-пам’яті, який в значній мірі присвячений заповненню більш високої затримки з комп'ютерної оперативної пам’яті. По мірі розробки графічних процесорів вони включали все більші кеші, які здатні робити набагато більш загальні речі - наприклад, інструкції для шейдерів.
Висновки
Незважаючи на те, що між процесором та графічним процесором існує велика кількість відмінностей, існує також багато подібностей. Зрештою, це дійсно, що процесор і GPU працюють разом, і дають найкращі результати - справді потужний комп'ютер матиме як хороший процесор, так і хороший процесор.
