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CPU vs GPU

CPU vs GPU

作者: AgileHouse | 来源:发表于2021-09-18 10:04 被阅读0次

    CPU

    Central Processing Unit,中央处理器。主要由运算器、控制器、寄存器三部分组成,从字面意思看就是运算就是起着运算的作用,控制器就是负责发出cpu每条指令所需要的信息,寄存器就是保存运算或者指令的一些临时文件,这样可以保证更高的速度。cpu有着处理指令、执行操作、控制时间、处理数据四大作用,打个比喻来说,cpu就像我们的大脑,对手机的各个硬件发出指令。

    GPU

    GPU英文全称Graphic Processing Unit,中文翻译为“图形处理器”。在处理器上,GPU通常跟CPU集在一起,随着手机的发展,GPU单独也是很有可能的。GPU主要是用于3D图像和特效的“软加速”,GPU性能越好,其加速能力越出众。把CPU比喻成大脑,可以把GPU比作发达的四肢,CPU发达代表头脑活络,GPU发达代表行动能力出众,执行能力强。GPU在手机的游戏时最能体现出来,因为运行大型游戏时对其3D和特画面要求较高,GPU弱了轻则掉帧,重则卡顿延迟。

    ALU

    算数逻辑资源

    GPU的运算速度取决于雇了多少小学生,CPU的运算速度取决于请了多么厉害的教授,教授处理复杂任务的能力是碾压小学生的,但是对于没那么复杂的任务,还是顶不住人多。

    概念

    1、CPU(Central Processing Unit-中央处理器),是一块超大规模的集成电路,是一台计算机的运算核心(Core)和控制核心( Control Unit)。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。

    2、GPU(Graphics Processing Unit-图形处理器),是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备(如平板电脑、智能手机等)上图像运算工作的微处理器。

    缓存

    1、CPU有大量的缓存结构,目前主流的CPU芯片上都有四级缓存,这些缓存结构消耗了大量的晶体管,在运行的时候需要大量的电力。

    2、GPU的缓存就很简单,目前主流的GPU芯片最多有两层缓存,而且GPU可以利用晶体管上的空间和能耗做成ALU单元,因此GPU比CPU的效率要高一些。

    响应方式

    1、CPU要求的是实时响应,对单任务的速度要求很高,所以就要用很多层缓存的办法来保证单任务的速度。

    2、GPU是把所有的任务都排好,然后再批处理,对缓存的要求相对很低。

    浮点运算方式

    1、CPU除了负责浮点整形运算外,还有很多其他的指令集的负载,比如像多媒体解码,硬件解码等,因此CPU是多才多艺的。CPU注重的是单线程的性能,要保证指令流不中断,需要消耗更多的晶体管和能耗用在控制部分,于是CPU分配在浮点计算的功耗就会变少。

    2、GPU基本上只做浮点运算的,设计结构简单,也就可以做的更快。GPU注重的是吞吐量,单指令能驱动更多的计算,相比较GPU消耗在控制部分的能耗就比较少,因此可以把电省下来的资源给浮点计算使用。

    应用方向

    1、CPU所擅长的像操作系统这一类应用,需要快速响应实时信息,需要针对延迟优化,所以晶体管数量和能耗都需要用在分支预测、乱序执行、低延迟缓存等控制部分。

    2、GPU适合对于具有极高的可预测性和大量相似的运算以及高延迟、高吞吐的架构运算。

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