MTE giải thích: Sự khác biệt giữa CPU và GPU

CPU và GPU khá giống nhau. Cả hai đều được tạo ra từ hàng trăm triệu bóng bán dẫn và có thể xử lý hàng nghìn hoạt động mỗi giây. Nhưng sự khác nhau giữa CPU và GPU là gì?

CPU là gì?

CPU (bộ xử lý trung tâm) của máy tính thường được gọi là "bộ não" của máy tính. Đó là một bộ sưu tập hàng triệu bóng bán dẫn có thể được điều khiển để thực hiện nhiều tính toán tuyệt vời. Một CPU tiêu chuẩn có từ một đến bốn lõi xử lý xung nhịp từ 1 đến 4 GHz.

Một CPU mạnh mẽ vì nó có thể làm mọi thứ. Nếu một máy tính có khả năng hoàn thành một nhiệm vụ, đó là bởi vì CPU có thể làm điều đó. Lập trình viên đạt được điều này thông qua các bộ chỉ dẫn rộng và danh sách tính năng dài được tất cả các CPU chia sẻ.

GPU là gì?

GPU (bộ xử lý đồ họa) là một loại bộ vi xử lý chuyên dụng. Nó được tối ưu hóa để hiển thị đồ họa và thực hiện các nhiệm vụ tính toán rất cụ thể. Nó chạy ở tốc độ xung nhịp thấp hơn một CPU nhưng có số lần xử lý nhiều lõi.

Bạn gần như có thể nghĩ về một GPU như một CPU chuyên dụng được xây dựng cho một mục đích rất cụ thể. Việc kết xuất video là tất cả về việc thực hiện các phép toán đơn giản lặp đi lặp lại và đó là điều mà GPU tốt nhất. Một GPU sẽ có hàng nghìn nhân xử lý chạy đồng thời. Mỗi lõi, mặc dù chậm hơn lõi CPU, được điều chỉnh để đặc biệt hiệu quả trong các hoạt động toán học cơ bản cần thiết để hiển thị video. Sự song song lớn này là điều làm cho GPU có khả năng hiển thị đồ họa 3D phức tạp theo yêu cầu của trò chơi hiện đại.

Sự khác biệt giữa CPU và GPU là gì?

Nếu một CPU là một Leatherman, GPU là một con dao rất sắc nét. Bạn không thể siết chặt một cái chốt bằng một con dao, nhưng bạn chắc chắn có thể cắt một số thứ.

Một GPU chỉ có thể thực hiện một phần nhỏ trong số nhiều thao tác mà một CPU thực hiện, nhưng nó thực hiện với tốc độ không thể tin được. Một GPU sẽ sử dụng hàng trăm lõi để tạo ra các phép tính thời gian nhạy cảm cho hàng nghìn pixel tại một thời điểm, giúp hiển thị đồ họa 3D phức tạp. Tuy nhiên, nhanh như một GPU có thể đi, nó chỉ có thể thực hiện các hoạt động "câm".

Ví dụ, một GPU hiện đại như Nvidia GTX 1080 có 2560 lõi shader. Nhờ các lõi đó, nó có thể thực hiện các lệnh 2560 hoặc các phép toán trong một chu kỳ đồng hồ. Và khi bạn cần làm cho giá trị của một pixel trở nên sáng hơn một phần trăm, điều đó thật hoàn hảo. Để so sánh, CPU Intel i5 bốn nhân chỉ có thể thực hiện bốn lệnh đồng thời trên mỗi chu kỳ đồng hồ.

Tuy nhiên, CPU linh hoạt hơn so với GPU. Các CPU có một tập lệnh lớn hơn, do đó chúng có thể thực hiện một loạt các tác vụ khác nhau. CPU cũng chạy ở tốc độ xung nhịp tối đa cao hơn và có khả năng quản lý đầu vào và đầu ra của tất cả các thành phần của máy tính. Ví dụ, CPU có thể tổ chức và tích hợp với bộ nhớ ảo, đó là điều cần thiết để chạy một hệ điều hành hiện đại. Đó không chỉ là thứ mà GPU có thể thực hiện được.

Điều gì về tính toán GPU?

Mặc dù GPU là tốt nhất tại video rendering, họ có kỹ thuật có khả năng làm nhiều hơn nữa. Xử lý đồ họa chỉ là một loại nhiệm vụ tính toán lặp lại và có tính song song cao. Các nhiệm vụ khác như khai thác bitcoin và nứt mật khẩu dựa trên cùng một loại tập dữ liệu khổng lồ và các phép toán đơn giản. Đó là lý do tại sao một số người sẽ sử dụng GPU để chạy các hoạt động phi đồ họa. Điều này được gọi là "tính toán GPU" tốt nhất.