CPU vs GPU
CPU, kratica za Central Processing Unit, so možgani računalniškega sistema, ki izvaja "izračune", podane kot navodila prek računalniškega programa. Zato je imeti CPU smiselno le, če imate računalniški sistem, ki ga je "mogoče programirati" (tako da lahko izvaja navodila), in upoštevati moramo, da je CPU "centralna" procesna enota, enota, ki nadzira druge enote / deli računalniškega sistema. V današnjem kontekstu se CPU običajno nahaja v enem silicijevem čipu, ki ga poznamo tudi kot mikroprocesor. Po drugi strani pa je GPU, okrajšava za enoto za grafično obdelavo, zasnovan tako, da iz CPU izvleče računsko intenzivne naloge za obdelavo grafike. Končni cilj takšnih nalog je projiciranje grafike na prikazovalno enoto, kot je monitor. Glede na to, da so takšne naloge dobro znane in specifične,v bistvu jih ni treba programirati, poleg tega pa so takšne naloge po naravi vzporedne zaradi narave prikazovalnih enot. Še enkrat, v sedanjem kontekstu, medtem ko se manj zmogljivi grafični procesorji običajno nahajajo v istem silicijevem čipu, kjer najdete CPU (ta nastavitev je znana kot integrirani GPU), drugi, bolj zmogljivi in zmogljivi grafični procesorji se nahajajo v lastnem silicijevem čipu, običajno na ločeni PCB (tiskana vezja).
Kaj je CPU?
Izraz CPU se v računalniških sistemih uporablja že več kot pet desetletij in je bil edina procesorska enota v zgodnjih računalnikih, dokler niso bile uvedene "druge" procesne enote (na primer GPU), ki dopolnjujejo njegovo procesorsko moč. Dve glavni komponenti CPU sta njegova enota za aritmetično logiko (aka ALU) in krmilna enota (aka CU). ALU CPU je odgovoren za aritmetične in logične operacije računalniškega sistema, CU pa za pridobivanje ukaznega programa iz pomnilnika, njegovo dekodiranje in navodila drugim enotam, kot je ALU, da izvajajo navodila. Zato je nadzorna enota CPU-ja odgovorna za to, da je CPU postal "osrednja" procesorska enota. CU za pridobivanje navodil iz pomnilnika, navodila morajo biti shranjena kot programi v pomnilniku in zatotak sistem navodil je znan tudi kot "shranjeni programi". Jasno bi bilo, da CU navodil ne bo izvedla, temveč bo olajšala komunikacijo s pravimi enotami, kot je ALU.
Kaj je GPU (aka VPU)?
Izraz enota za grafično obdelavo (GPU) je konec devetdesetih let uvedla NVIDIA, podjetje za proizvodnjo grafičnih procesorjev, ki je trdilo, da je leta 1999 tržilo prvi GPU na svetu (GeForce256). Po Wikipediji je NVIDIA v času GeForce256 opredelila GPU kot naslednje: „enočipni procesor z integriranimi transformatorji, osvetlitvijo, nastavitvijo / odrezovanjem trikotnikov in upodabljanjem, ki lahko obdela najmanj 10 milijonov poligonov na sekundo“. Nekaj let kasneje je NVIDIA-jev konkurenčni ATI Graphics, drugo podobno podjetje, izdal podoben procesor (Radeon300) z izrazom VPU za enoto za vizualno obdelavo. Ker pa je jasno, da je izraz GPU postal bolj priljubljen kot izraz VPU.
Danes so grafični procesorji nameščeni povsod, na primer v vgrajenih sistemih, mobilnih telefonih, osebnih računalnikih in prenosnikih ter igralnih konzolah. Sodobni grafični procesorji so izjemno zmogljivi pri manipulaciji z grafiko in so narejeni za programiranje, tako da jih je mogoče prilagoditi različnim situacijam in aplikacijam. Toda tudi zdaj so tipični grafični procesorji tovarniško programirani s tako imenovano vdelano programsko opremo. Na splošno so grafični procesorji učinkovitejši od procesorjev za algoritme, pri katerih se obdelava velikih blokov podatkov izvaja vzporedno. Pričakovano je, ker so grafični procesorji namenjeni manipulaciji z računalniško grafiko, ki je po naravi izjemno vzporedna.
Obstaja tudi ta novi koncept, znan kot GPGPU (splošno namensko računalništvo na GPU), ki uporablja grafične procesorje za izkoriščanje paralelnosti podatkov, ki je na voljo v nekaterih aplikacijah (na primer bioinformatika), in zato izvajanje ne-grafične obdelave v GPU. Vendar v tej primerjavi niso upoštevani.
Kakšna je razlika med CPU in GPU?
• Medtem ko je utemeljitev uvajanja CPU ta, da deluje kot možgani računalniškega sistema, je GPU predstavljen kot dopolnilna procesna enota, ki skrbi za računalniško intenzivno obdelavo in obdelavo grafike, ki jo zahteva naloga projiciranja grafike na zaslon enote.
• Obdelava grafike je že po naravi vzporedna in jo je zato mogoče vzporedno in pospešiti.
• V dobi večjedrnih sistemov so CPE zasnovani z le nekaj jedri, ki lahko obvladajo nekaj programskih niti, ki jih je mogoče izkoristiti v aplikacijskem programu (vzporednost ukazov in ravni niti). Grafični procesorji so zasnovani s stotinami jeder, da izkoristijo razpoložljivo vzporednost.
