A számítógépekben két különböző processzor van, egy CPU és egy GPU. A CPU vagy központi feldolgozó egység a számítógép fő magja, ez dolgozza fel a számítógép futtatásához szükséges adatok túlnyomó részét. A GPU vagy Graphics Processing Unit egy másodlagos processzor, amelyet elsősorban grafikai feldolgozásra használnak.
CPU tervezés
A CPU-t viszonylag kevés feldolgozómaggal tervezték, és az alacsony késleltetésű soros feldolgozásra helyezték a hangsúlyt. Ez azt jelenti, hogy a CPU-kat úgy tervezték, hogy egy sor feladatot a lehető leggyorsabban elvégezzenek. A többmagos CPU-k megjelenése lehetővé tette számukra, hogy egyidejűleg több műveletet hajtsanak végre, ahol a terhelés lehetővé teszi.
Többmagos CPU esetén az alkalmazások számára előnyös lehet a logikájuk több lépésének egyidejű végrehajtása. Ez a feldolgozási sebesség megduplázódását vagy nagyobb arányát biztosíthatja, a magok számától és attól függően, hogy a program logikája képes-e mindegyiket kihasználni.
Sok esetben egyetlen folyamat logikáját sorrendben kell végrehajtani, és nem lehet párhuzamosítani több CPU magon keresztül. Ebben az esetben a sebességnövekedés továbbra is megfigyelhető egyetlen mag CPU-n keresztül, mivel a programnak lehet dedikált processzormagja, ahelyett, hogy meg kellene osztania az erőforrást a rendszer többi részével.
GPU tervezés
A GPU-t sokkal nagyobb magszámmal tervezték, és jellemzően alacsonyabb sebességgel működnek, elsősorban hőkezelési okokból. A nagy feldolgozási magszám azért van, mert a GPU-k párhuzamos feldolgozásra és nagyon nagy átvitelre vannak optimalizálva.
A GPU-kat általában grafikai megjelenítésre használják, különösen a videojátékokban. Ebben a forgatókönyvben a GPU-nak másodpercenként többször kell renderelnie egy teljes jelenetet, hogy az élmény működjön. Az egyes grafikus elemek feldolgozásához szükséges feldolgozási teljesítmény viszonylag alacsony, de képkockánként több ezer folyamatot, majd másodpercenként több tucat képkockát kell lefuttatni.
CPU-k és GPU-k számítógépekben
Minden számítógép rendelkezik valamilyen GPU-val, mivel ez szükséges bárminek a képernyőn való megjelenítéséhez. A költségvetési és néhány közepes szintű rendszerben ezt a feladatot általában egy viszonylag alacsony teljesítményű integrált grafikus chip látja el. Ez a chip a CPU-ba van beépítve, de saját processzormagokat használ a grafikus munkaterhelések végrehajtásához.
Nagyobb teljesítményű számítógépeken, különösen azokon, amelyeket grafikus munkaterhelésre terveztek, a GPU-processzor egy különálló grafikus kártyára van leválasztva. Ebben a konfigurációban több hely van több magnak és egyéb alkatrésznek. Ezenkívül a két elsődleges hőforrás szétválasztása lehetővé teszi mindkettő jobb hűtését, ami tovább növeli a sebességet.
A különálló GPU-k a grafikus feldolgozáson kívül más feladatokra is használhatók, mivel bizonyos munkaterhelések a GPU nagy áteresztőképességéhez és párhuzamosságához is alkalmasak. A gépi tanulást és bizonyos tudományos munkaterheléseket általában például GPU-kon hajtják végre.