cpu與gpu的區(qū)別
CPU(中央處理器)和 GPU(圖形處理器)有以下一些區(qū)別:
- 架構不同:CPU 主要是面向通用計算的,其架構基于馮?諾依曼體系結構,包含控制單元、算術邏輯單元、緩存等部分;而 GPU 主要是面向圖形處理和并行計算的,其架構基于數(shù)據(jù)流體系結構,包含許多流處理器和專用硬件單元。
- 計算方式不同:CPU 是通過順序執(zhí)行指令來完成計算任務的;GPU 則是通過并行執(zhí)行大量的線程來完成計算任務,其并行計算能力遠高于 CPU,可同時處理大量數(shù)據(jù)和計算任務,從而提高計算效率和速度。
- 設計目的不同:CPU 的設計目的是通用計算,能夠處理各種不同的任務;GPU 的設計目的是圖形處理和并行計算,其硬件架構和編程模型都是為高效處理大規(guī)模并行計算和圖形渲染而設計的。
- 緩存結構不同:CPU 有大量的緩存結構,消耗了大量的晶體管,運行時需要較多電力;GPU 的緩存相對簡單,且可以利用晶體管上的空間和能耗做成計算單元,因此效率更高一些。
- 響應方式不同:CPU 要求實時響應,對單任務速度要求高,需用多層緩存保證速度;GPU 是把任務排好后批處理,對緩存要求相對較低。
- 浮點運算方式不同:CPU 除了負責浮點整形運算外,還有很多其他指令集的負載,如多媒體解碼、硬件解碼等,其注重單線程性能,部分晶體管和能耗用于控制部分,分配在浮點計算的功耗較少;GPU 基本只做浮點運算,設計結構簡單,能做得更快,其注重吞吐量,單指令能驅動更多計算,消耗在控制部分的能耗較少,可將更多資源用于浮點計算。
- 應用場景不同:CPU 擅長如操作系統(tǒng)等需要快速響應實時信息、針對延遲優(yōu)化的應用,晶體管數(shù)量和能耗多用于分支預測、亂序執(zhí)行、低延遲緩存等控制部分;GPU 適合具有極高的可預測性和大量相似運算以及高延遲、高吞吐的架構運算,例如圖形圖像計算、天氣預報、神經網絡、挖礦等。
- 核心數(shù)量不同:一般的 CPU 有幾個核心,如 2 核、4 核、8 核等;而 GPU 可能有成百上千核。
簡單來說,CPU 就像學識淵博的教授,能處理各種復雜任務;而 GPU 則像一群只會簡單算數(shù)運算的小學生,但通過大量核心并行處理簡單重復的計算任務時具有優(yōu)勢。在實際應用中,根據(jù)不同的需求和任務特點,選擇使用 CPU 或 GPU 來提高計算效率。例如,日常的辦公軟件、操作系統(tǒng)等主要依賴 CPU;而涉及到大量圖形處理、深度學習等并行計算任務時,GPU 能發(fā)揮更大作用。
