CPU และ GPU ต่างกันอย่างไร?

ในคอมพิวเตอร์มีตัวประมวลผลที่แตกต่างกันสองแบบคือ CPU และ GPU CPU หรือ Central Processing Unit เป็นแกนหลักของคอมพิวเตอร์ โดยจะประมวลผลข้อมูลส่วนใหญ่ที่จำเป็นในการรันคอมพิวเตอร์ GPU หรือหน่วยประมวลผลกราฟิกเป็นตัวประมวลผลรองที่ใช้เป็นหลักสำหรับการประมวลผลกราฟิก

การออกแบบซีพียู

CPU ได้รับการออกแบบด้วยจำนวนแกนประมวลผลที่ค่อนข้างต่ำ โดยเน้นที่การประมวลผลแบบอนุกรมที่มีเวลาแฝงต่ำ ซึ่งหมายความว่า CPU ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ทำงานต่างๆ ได้รวดเร็วที่สุด การถือกำเนิดขึ้นของซีพียูแบบมัลติคอร์ทำให้พวกเขาสามารถดำเนินการหลายอย่างพร้อมกันได้ โดยที่เวิร์กโหลดจะอนุญาต

ในกรณีของ CPU แบบมัลติคอร์ แอปพลิเคชันจะได้รับประโยชน์จากการมีหลายขั้นตอนสำหรับการทำงานตรรกะพร้อมกัน สิ่งนี้สามารถให้ความเร็วในการประมวลผลเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าหรือมากกว่า ขึ้นอยู่กับจำนวนคอร์และว่าตรรกะของโปรแกรมสามารถใช้ประโยชน์จากสิ่งเหล่านี้ได้หรือไม่

ในหลายกรณี ตรรกะของกระบวนการเดียวต้องเสร็จสิ้นตามลำดับ และไม่สามารถขนานกันในคอร์ของ CPU หลายคอร์ได้ ในกรณีนี้ ความเร็วที่เพิ่มขึ้นยังคงสามารถเห็นได้บน CPU แกนเดียว เนื่องจากโปรแกรมสามารถมีแกนประมวลผลเฉพาะ แทนที่จะต้องแชร์ทรัพยากรกับส่วนที่เหลือของระบบ

การออกแบบ GPU

GPU ได้รับการออกแบบด้วยจำนวนคอร์ที่ใหญ่กว่ามากและโดยทั่วไปแล้วจะทำงานที่ความเร็วต่ำกว่า ด้วยเหตุผลหลักในการจัดการความร้อน จำนวนแกนประมวลผลที่มากนั้นเป็นเพราะ GPU ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการประมวลผลแบบขนานและปริมาณงานสูงมาก

โดยทั่วไปแล้ว GPU จะใช้สำหรับการเรนเดอร์กราฟิก โดยเฉพาะในวิดีโอเกม ในสถานการณ์นี้ GPU จำเป็นต้องแสดงฉากทั้งฉากหลายครั้งในหนึ่งวินาทีเพื่อให้ประสบการณ์ใช้งานได้ พลังการประมวลผลที่จำเป็นในการประมวลผลองค์ประกอบกราฟิกแต่ละรายการนั้นค่อนข้างต่ำ แต่จำเป็นต้องเรียกใช้กระบวนการนับพันรายการต่อเฟรม จากนั้นจึงต้องใช้หลายสิบเฟรมต่อวินาที

ซีพียูและ GPU ในคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องมี GPU บางรูปแบบ เนื่องจากจำเป็นต้องแสดงอะไรก็ได้บนหน้าจอ ในงบประมาณและระบบระดับกลางบางระบบ โดยทั่วไปแล้วงานนี้จะดำเนินการโดยชิปกราฟิกรวมที่ใช้พลังงานต่ำ ชิปนี้สร้างขึ้นใน CPU แต่ใช้แกนประมวลผลของตัวเองเพื่อทำงานด้านกราฟิก

ในคอมพิวเตอร์ที่ใช้พลังงานสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งคอมพิวเตอร์ที่ออกแบบมาสำหรับเวิร์กโหลดกราฟิก โปรเซสเซอร์ GPU จะถูกแยกออกเป็นการ์ดกราฟิกแยก ในการกำหนดค่านี้ มีพื้นที่มากขึ้นสำหรับคอร์และส่วนประกอบอื่นๆ มากขึ้น นอกจากนี้ การแยกแหล่งความร้อนหลักสองแหล่งช่วยให้ทั้งคู่ระบายความร้อนได้ดีขึ้น และเพิ่มความเร็วมากขึ้น

GPU แบบแยกสามารถใช้สำหรับงานอื่นนอกเหนือจากการประมวลผลกราฟิกได้เช่นกัน เนื่องจากปริมาณงานบางอย่างยังเหมาะสมกับปริมาณงานสูงและการทำงานแบบคู่ขนานของ GPU การเรียนรู้ของเครื่องและปริมาณงานทางวิทยาศาสตร์บางอย่างมักใช้กับ GPU เป็นต้น