CPU 和 GPU 之間有什麼區別？

在計算機中，有兩個不同的處理器，一個 CPU 和一個 GPU。CPU 或中央處理單元是計算機的主要核心，它處理運行計算機所需的絕大多數數據。GPU 或圖形處理單元是主要用於圖形處理的輔助處理器。

中央處理器設計

CPU 設計為具有相對較少數量的處理內核，專注於低延遲串行處理。這意味著 CPU 旨在盡可能快地執行一系列任務。多核 CPU 的出現使它們能夠在工作負載允許的情況下同時執行多項操作。

在多核 CPU 的情況下，應用程序可以受益於同時執行其邏輯的多個步驟。這可以提供兩倍或更多的處理速度，具體取決於內核數量以及程序邏輯是否可以利用所有內核

很多情況下，單個進程的邏輯必須按順序完成，不能跨多個CPU核並行。在這種情況下，由於程序可以擁有專用的處理核心，而不必與系統的其餘部分共享資源，因此在單核 CPU 上仍然可以看到速度提高。

圖形處理器設計

GPU 設計有更多的核心數，通常以較低的速度運行，主要是出於熱量管理的原因。大量處理核心數是因為 GPU 針對並行處理和非常高的吞吐量進行了優化。

GPU 通常用於渲染圖形，尤其是在視頻遊戲中。在這種情況下，GPU 需要每秒多次渲染整個場景才能使體驗正常工作。處理單個圖形元素所需的處理能力相對較低，但每幀需要運行數千個進程，然後每秒需要數十個幀。

計算機中的 CPU 和 GPU

所有計算機都有某種形式的 GPU，因為它需要在屏幕上顯示任何內容。在預算和一些中端系統中，此任務通常由功率相對較低的集成圖形芯片執行。該芯片內置於 CPU 中，但使用其自己的處理核心來執行圖形工作負載。

在性能更高的計算機上，尤其是為圖形工作負載設計的計算機上，GPU 處理器被分離到獨立顯卡上。在這種配置中，更多的核心和其他組件有更多的空間。此外，將兩個主要熱源分開可以讓它們更好地冷卻，進一步提高速度。

離散 GPU 也可用於圖形處理以外的任務，因為某些工作負載也適用於 GPU 的高吞吐量和並行性。例如，機器學習和一些科學工作負載通常在 GPU 上執行。