En las computadoras, hay dos procesadores distintos, una CPU y una GPU. Una CPU, o Unidad Central de Procesamiento, es el núcleo principal de una computadora, procesa la gran mayoría de los datos necesarios para ejecutar la computadora. Una unidad de procesamiento de gráficos o GPU es un procesador secundario que se utiliza principalmente para el procesamiento de gráficos.
Diseño de CPU
Una CPU está diseñada con un número relativamente bajo de núcleos de procesamiento, con un enfoque en el procesamiento en serie de baja latencia. Esto significa que las CPU están diseñadas para realizar una serie de tareas lo más rápido posible. La llegada de las CPU de varios núcleos les ha permitido realizar múltiples operaciones simultáneamente, donde la carga de trabajo lo permite.
En el caso de una CPU de varios núcleos, las aplicaciones pueden beneficiarse de tener varios pasos para su lógica realizados simultáneamente. Esto puede proporcionar el doble o más de la velocidad de procesamiento, dependiendo de la cantidad de núcleos y si la lógica del programa puede aprovecharlos todos.
En muchos casos, la lógica de un solo proceso debe completarse en orden y no se puede paralelizar en varios núcleos de CPU. En este caso, aún se puede ver un aumento de velocidad en una CPU de un solo núcleo, ya que el programa puede tener un núcleo de procesamiento dedicado, en lugar de tener que compartir el recurso con el resto del sistema.
Diseño de GPU
Una GPU está diseñada con un número de núcleos mucho mayor y normalmente funciona a velocidades más bajas, principalmente por motivos de gestión del calor. El gran número de núcleos de procesamiento se debe a que las GPU están optimizadas para el procesamiento paralelo y un rendimiento muy alto.
Las GPU se utilizan normalmente para renderizar gráficos, especialmente en videojuegos. En este escenario, una GPU necesita renderizar una escena completa muchas veces por segundo para que la experiencia funcione. La potencia de procesamiento necesaria para procesar elementos gráficos individuales es relativamente baja, pero es necesario ejecutar miles de procesos por fotograma y luego se necesitan docenas de fotogramas por segundo.
CPU y GPU en computadoras
Todas las computadoras tienen algún tipo de GPU, ya que es necesario para mostrar cualquier cosa en la pantalla. En los sistemas de presupuesto y algunos de nivel medio, esta tarea generalmente se realiza mediante un chip gráfico integrado de relativamente baja potencia. Este chip está integrado en la CPU, pero utiliza sus propios núcleos de procesamiento para realizar cargas de trabajo de gráficos.
En computadoras de mayor potencia, particularmente aquellas que están diseñadas para cargas de trabajo de gráficos, el procesador GPU está separado en una tarjeta gráfica discreta. En esta configuración, hay más espacio para más núcleos y otros componentes. Además, la separación de las dos fuentes de calor primarias permite que ambas se enfríen mejor, lo que aumenta aún más las velocidades.
Las GPU discretas también se pueden usar para tareas distintas al procesamiento de gráficos, ya que ciertas cargas de trabajo también son adecuadas para el alto rendimiento y el paralelismo de una GPU. El aprendizaje automático y algunas cargas de trabajo científicas se realizan comúnmente en GPU, por ejemplo.