В компютрите има два различни процесора, CPU и GPU. Процесорът или централният процесор е основното ядро на компютъра, той обработва по-голямата част от данните, необходими за работа на компютъра. Графичен процесор или графичен процесор е вторичен процесор, който се използва предимно за обработка на графики.
дизайн на процесора
Процесорът е проектиран с относително малък брой процесорни ядра, с акцент върху серийната обработка с ниска латентност. Това означава, че процесорите са проектирани да изпълняват серия от задачи възможно най-бързо. Появата на многоядрени процесори им позволи да извършват множество операции едновременно, където работното натоварване позволява.
В случай на многоядрен CPU, приложенията могат да се възползват от това, че няколко стъпки за тяхната логика се изпълняват едновременно. Това може да осигури удвояване или повече на скоростта на обработка, в зависимост от броя на ядрата и дали логиката на програмата може да се възползва от всички тях
В много случаи логиката на един процес трябва да бъде завършена в ред и не може да бъде паралелизирана в множество ядра на процесора. В този случай все още може да се види увеличение на скоростта при едноядрен процесор, тъй като програмата може да има специално ядро за обработка, вместо да се налага да споделя ресурса с останалата част от системата.
GPU дизайн
Графичният процесор е проектиран с много по-голям брой ядра и обикновено работи при по-ниски скорости, главно поради причини за управление на топлината. Големият брой ядра за обработка се дължи на факта, че графичните процесори са оптимизирани за паралелна обработка и много висока пропускателна способност.
Графичните процесори обикновено се използват за изобразяване на графики, особено във видео игрите. В този сценарий графичният процесор трябва да изобразява цяла сцена много пъти в секунда, за да работи изживяването. Мощността на обработка, необходима за обработка на отделни графични елементи, е сравнително ниска, но хиляди процеси трябва да се изпълняват на кадър и след това са необходими десетки кадри в секунда.
Процесори и графични процесори в компютрите
Всички компютри имат някаква форма на GPU, тъй като той е необходим за показване на всичко на екрана. В бюджетните и някои системи от средно ниво тази задача обикновено се изпълнява от интегриран графичен чип с относително ниско захранване. Този чип е вграден в процесора, но използва собствени процесорни ядра за изпълнение на графични натоварвания.
На компютри с по-висока мощност, особено тези, които са проектирани за графични натоварвания, GPU процесорът е отделен на дискретна графична карта. В тази конфигурация има повече място за повече ядра и други компоненти. Освен това, разделянето на двата основни източника на топлина позволява и двата да се охлаждат по-добре, като допълнително увеличават скоростите.
Дискретните графични процесори могат да се използват и за задачи, различни от графична обработка, тъй като определени работни натоварвания също са подходящи за високата пропускателна способност и паралелизъм на графичния процесор. Машинното обучение и някои научни натоварвания обикновено се изпълняват например на графични процесори.