CPU vs GPU
CPU, lühend sõnadest Central Processing Unit, on arvutussüsteemi aju, mis teostab arvutiprogrammi kaudu juhistena antud "arvutusi". Seetõttu on protsessori omamine mõttekas ainult siis, kui teil on arvutisüsteem, mis on "programmeeritav" (nii et see suudab käske täita) ja peaksime arvestama, et protsessor on "keskne" protsessor, üksus, mis juhib teisi seadmeid/ arvutussüsteemi osad. Tänapäeva kontekstis asub protsessor tavaliselt ühes ränikiibis, mida tuntakse ka kui mikroprotsessorit. Teisest küljest on GPU, graafikatöötlusüksuse akronüüm, mõeldud arvutuslikult intensiivsete graafikatöötlustoimingute CPU-lt mahalaadimiseks. Selliste ülesannete lõppeesmärk on graafika projitseerimine kuvarile, näiteks monitorile. Arvestades, et sellised ülesanded on hästi teada ja spetsiifilised, ei pea neid sisuliselt programmeerima ning lisaks on sellised ülesanded oma olemuselt paralleelsed, tulenev alt kuvaüksuste olemusest. Jällegi, praeguses kontekstis, kuigi vähem võimekad GPU-d asuvad tavaliselt samas ränikiibis, kust leiate CPU (seda seadistust nimetatakse integreeritud GPU-ks), siis võimekamad ja võimsamad GPU-d asuvad nende enda ränikiibis. tavaliselt eraldi PCB-l (trükkplaadil).
Mis on CPU?
Mõistet CPU on arvutussüsteemides kasutatud juba rohkem kui viis aastakümmet ja see oli ainuke töötlusüksus varajastes arvutites, kuni selle töötlemisvõimsuse täiendamiseks võeti kasutusele "muud" protsessorid (nt GPU-d). Protsessori kaks peamist komponenti on selle aritmeetiline loogikaüksus (teise nimega ALU) ja juhtseade (teise nimega CU). Protsessori ALU vastutab arvutussüsteemi aritmeetiliste ja loogiliste toimingute eest ning CU vastutab käsuprogrammi mälust toomise, nende dekodeerimise ja teistele üksustele, näiteks ALU-le, juhendamise eest käske täitma. Seetõttu vastutab CPU juhtseade selle eest, et CPU oleks "keskne" protsessor. CU juhiste mälust toomiseks peavad käsud olema mällu salvestatud programmidena ja seetõttu nimetatakse sellist käsusüsteemi ka "salvestatud programmideks". On selge, et CU ei täida juhiseid, vaid hõlbustab seda, suhtledes õigete üksustega, näiteks ALU-ga.
Mis on GPU (teise nimega VPU)?
Graafikaprotsessori (Graphics Processing Unit) mõiste võttis üheksakümnendate lõpus kasutusele graafikaprotsessoreid tootv ettevõte NVIDIA, kes väitis, et turustas 1999. aastal maailma esimest GPU-d (GeForce256). Wikipedia andmetel GeForce256 ajal NVIDIA määratles GPU järgmiselt: "ühe kiibiga protsessor integreeritud teisenduse, valgustuse, kolmnurga seadistamise/lõikamise ja renderdusmootoritega, mis on võimeline töötlema vähem alt 10 miljonit hulknurka sekundis". Paar aastat hiljem andis NVIDIA rivaal ATI Graphics, teine sarnane ettevõte, välja sarnase protsessori (Radeon300) terminiga VPU visuaalse töötlusüksuse jaoks. Siiski on selge, et termin GPU on muutunud populaarsemaks kui termin VPU.
Tänapäeval kasutatakse GPU-sid kõikjal, näiteks manussüsteemides, mobiiltelefonides, personaal- ja sülearvutites ning mängukonsoolides. Kaasaegsed GPU-d on graafikaga manipuleerimisel äärmiselt võimsad ning need on muudetud programmeeritavateks, et neid saaks kohandada erinevate olukordade ja rakendustega. Kuid isegi praegu programmeeritakse tüüpilised GPU-d tehases nn püsivara kaudu. Üldiselt on GPU-d efektiivsemad kui protsessorid algoritmide puhul, kus suurte andmeplokkide töötlemine toimub paralleelselt. See on ootuspärane, kuna GPU-d on loodud arvutigraafikaga manipuleerimiseks, mis on oma olemuselt äärmiselt paralleelne.
Samuti on olemas see uus kontseptsioon, mida tuntakse GPGPU (General Purpose computing on GPU) nime all, et kasutada GPU-sid, et kasutada ära mõnes rakenduses (nt bioinformaatika) saadaolevat andmete paralleelsust ja seega teostada GPU-s mittegraafikatöötlust.. Siiski ei võeta neid selles võrdluses arvesse.
Mis vahe on CPU ja GPU vahel?• Kuigi protsessori juurutamise eesmärk on toimida arvutussüsteemi ajuna, tutvustatakse GPU-d täiendava töötlemisüksusena, mis tegeleb arvutusmahuka graafika töötlemise ja töötlemisega, mida nõuab graafika projitseerimine kuvaüksustele. • Graafika töötlemine on oma olemuselt paralleelne ja seetõttu saab seda hõlpsasti paralleelstada ja kiirendada. • Mitmetuumaliste süsteemide ajastul on CPU-d projekteeritud vaid mõne tuumaga, mis saavad hakkama mõne tarkvaralõimega, mida saab rakendusprogrammis ära kasutada (juhiste ja lõime tasemel paralleelsus). GPU-d on projekteeritud sadade tuumadega, et kasutada ära saadaolevat paralleelsust. |
