Rozdiel medzi CPU a GPU

CPU vs GPU

CPU, skratka pre Central Processing Unit, je mozog výpočtového systému, ktorý vykonáva „výpočty“ zadávané ako inštrukcie prostredníctvom počítačového programu. Mať CPU je preto zmysluplné iba vtedy, ak máte počítačový systém, ktorý je „programovateľný“ (aby mohol vykonávať pokyny) a mali by sme poznamenať, že CPU je procesorová jednotka „centrálna“, jednotka, ktorá riadi ostatné jednotky / časti výpočtového systému. V dnešnom kontexte je procesor typicky umiestnený v jednom kremíkovom čipe, ktorý sa tiež nazýva mikroprocesor. Na druhej strane, GPU, skratka pre jednotku na spracovanie grafiky, je navrhnutá tak, aby odčítala výpočtovo náročné úlohy spracovania grafiky z CPU. Konečným cieľom týchto úloh je premietnuť grafiku na zobrazovaciu jednotku, ako je napríklad monitor. Vzhľadom na to, že tieto úlohy sú dobre známe a špecifické, nemusia sa v podstate programovať, a navyše sú takéto úlohy svojou povahou zobrazovacích jednotiek prirodzene paralelné. Aj keď v súčasnom kontexte sú menej schopné GPU zvyčajne umiestnené na rovnakom kremíkovom čipe, kde nájdete procesor (toto nastavenie je známe ako integrovaný GPU), iné, výkonnejšie GPU sa nachádzajú vo vlastnom kremíkovom čipe, zvyčajne na samostatnej PCB (doska plošných spojov).

Čo je to CPU?

Pojem CPU sa v počítačových systémoch používa už viac ako päť desaťročí a bol jedinou spracovateľskou jednotkou v prvých počítačoch, kým neboli zavedené „iné“ spracovateľské jednotky (ako napríklad GPU), ktoré by doplnili jej výpočtový výkon. Dva hlavné komponenty CPU sú jeho aritmetická logická jednotka (aka ALU) a kontrolná jednotka (aka CU). ALU CPU je zodpovedná za aritmetické a logické operácie výpočtového systému a CU je zodpovedná za vyzdvihnutie inštrukčného programu z pamäte, jeho dekódovanie a vydanie ďalších jednotiek, ako je ALU, na vykonanie pokynov. Preto je riadiaca jednotka CPU zodpovedná za to, že sláva CPU bude „centrálnou“ procesorovou jednotkou. CU na získanie pokynov z pamäte musia byť pokyny uložené ako programy v pamäti, a preto je takýto systém inštrukcií známy aj ako „uložené programy“. Malo by byť zrejmé, že CU nevykoná pokyny, ale uľahčí ich komunikáciou so správnymi jednotkami, ako je ALU.. 

Čo je GPU (aka VPU)?

Termín Grafická spracovateľská jednotka (GPU) bol predstavený koncom deväťdesiatych rokov spoločnosťou NVIDIA, výrobnou spoločnosťou GPU, ktorá tvrdila, že na trh uviedla prvý GPU na svete (GeForce256) v roku 1999. Podľa Wikipedia definovala spoločnosť NVIDIA v čase GeForce256 ako spoločnosť GPID ako toto: „jednočipový procesor s integrovanými transformačnými, osvetľovacími, nastavovacími / vyrezávacími strojmi a vykresľovacími strojmi, ktorý je schopný spracovať minimálne 10 miliónov polygónov za sekundu“. O niekoľko rokov neskôr, konkurenčná spoločnosť NVIDIA ATI Graphics, iná podobná spoločnosť, vydala podobný procesor (Radeon300) s názvom VPU pre Visual Processing Unit. Je však zrejmé, že pojem GPU sa stal obľúbenejším ako pojem VPU. 

V súčasnosti sú GPU rozmiestnené všade, napríklad vo vstavaných systémoch, mobilných telefónoch, osobných počítačoch a prenosných počítačoch a herných konzolách. Moderné GPU sú mimoriadne výkonné pri manipulácii s grafikou a sú programovateľné tak, aby sa dali prispôsobiť rôznym situáciám a aplikáciám. Avšak aj teraz sú typické GPU programované v továrni prostredníctvom tzv. Firmvéru. Vo všeobecnosti sú GPU účinnejšie ako CPU pre algoritmy, v ktorých sa spracovanie veľkých blokov údajov vykonáva paralelne. Očakáva sa, že GPU sú určené na manipuláciu s počítačovou grafikou, ktorá je svojou povahou mimoriadne paralelná. 

K dispozícii je aj tento nový koncept známy ako GPGPU (General Purpose Computing on GPU), ktorý využíva GPU na využitie dátového paralelizmu, ktorý je k dispozícii v niektorých aplikáciách (napríklad v bioinformatike), a teda na vykonávanie grafického spracovania v GPU. V tomto porovnaní sa však nezohľadňujú.