Sự khác biệt giữa CPU và GPU là gì?

Trong máy tính, có hai bộ vi xử lý riêng biệt, một CPU và một GPU. CPU, hay Bộ xử lý trung tâm, là lõi chính của máy tính, nó xử lý phần lớn dữ liệu cần thiết để chạy máy tính. GPU hoặc Bộ xử lý đồ họa là một bộ xử lý thứ cấp được sử dụng chủ yếu để xử lý đồ họa.

Thiết kế CPU

CPU được thiết kế với số lượng lõi xử lý tương đối thấp, tập trung vào xử lý nối tiếp có độ trễ thấp. Điều này có nghĩa là CPU được thiết kế để thực hiện một loạt tác vụ nhanh nhất có thể. Sự ra đời của các CPU đa nhân đã cho phép chúng thực hiện nhiều hoạt động đồng thời mà khối lượng công việc cho phép.

Trong trường hợp CPU đa lõi, các ứng dụng có thể được hưởng lợi từ việc thực hiện đồng thời nhiều bước cho logic của chúng. Điều này có thể cung cấp tốc độ xử lý tăng gấp đôi hoặc hơn, tùy thuộc vào số lượng lõi và liệu logic chương trình có thể tận dụng tất cả chúng hay không

Trong nhiều trường hợp, logic của một quy trình phải được hoàn thành theo thứ tự và không thể được thực hiện song song trên nhiều lõi CPU. Trong trường hợp này, tốc độ vẫn có thể tăng lên đối với một CPU lõi đơn vì chương trình có thể có lõi xử lý chuyên dụng, thay vì phải chia sẻ tài nguyên với phần còn lại của hệ thống.

Thiết kế GPU

GPU được thiết kế với số lượng lõi lớn hơn nhiều và thường hoạt động ở tốc độ thấp hơn, chủ yếu vì lý do quản lý nhiệt. Số lượng lõi xử lý lớn là do GPU được tối ưu hóa để xử lý song song và thông lượng rất cao.

GPU thường được sử dụng để hiển thị đồ họa, đặc biệt là trong các trò chơi điện tử. Trong trường hợp này, GPU cần hiển thị toàn bộ một cảnh nhiều lần trong một giây để trải nghiệm hoạt động. Sức mạnh xử lý cần thiết để xử lý các phần tử đồ họa riêng lẻ tương đối thấp, nhưng hàng nghìn quy trình cần được chạy trên mỗi khung hình và sau đó cần hàng chục khung hình mỗi giây.

CPU và GPU trong máy tính

Tất cả các máy tính đều có một số dạng GPU, vì nó cần thiết để hiển thị bất kỳ thứ gì trên màn hình. Trong ngân sách và một số hệ thống tầm trung, nhiệm vụ này thường được thực hiện bởi một chip đồ họa tích hợp được hỗ trợ tương đối thấp. Con chip này được tích hợp sẵn trong CPU nhưng sử dụng các lõi xử lý riêng để thực hiện các khối lượng công việc đồ họa.

Trên các máy tính có công suất cao hơn, đặc biệt là những máy tính được thiết kế cho khối lượng công việc đồ họa, bộ xử lý GPU được tách riêng trên một card đồ họa rời. Trong cấu hình này, có nhiều không gian hơn cho nhiều lõi và các thành phần khác. Ngoài ra, việc tách hai nguồn nhiệt chính cho phép cả hai được làm mát tốt hơn, tăng tốc độ hơn nữa.

GPU rời cũng có thể được sử dụng cho các tác vụ khác ngoài xử lý đồ họa, vì một số khối lượng công việc nhất định cũng phù hợp với thông lượng cao và tính song song của GPU. Ví dụ: máy học và một số khối lượng công việc khoa học thường được thực hiện trên GPU.