I datamaskiner er det to forskjellige prosessorer, en CPU og en GPU. En CPU, eller Central Processing Unit, er hovedkjernen i en datamaskin, den behandler det store flertallet av dataene som trengs for å kjøre datamaskinen. En GPU eller Graphics Processing Unit er en sekundær prosessor som hovedsakelig brukes til grafikkbehandling.
CPU-design
En CPU er designet med et relativt lavt antall prosesseringskjerner, med fokus på seriell prosessering med lav latens. Dette betyr at CPUer er designet for å utføre en rekke oppgaver så raskt som mulig. Fremkomsten av multi-core CPUer har gjort det mulig for dem å utføre flere operasjoner samtidig, der arbeidsbelastningen tillater det.
Når det gjelder en multi-core CPU, kan applikasjoner dra nytte av å ha flere trinn for logikken utført samtidig. Dette kan gi en dobling eller mer av prosesseringshastigheten, avhengig av antall kjerner og om programlogikken kan dra nytte av dem alle
I mange tilfeller må logikken til en enkelt prosess fullføres i rekkefølge og kan ikke parallelliseres over flere CPU-kjerner. I dette tilfellet kan en hastighetsøkning fortsatt sees over en enkelt kjerne-CPU, da programmet kan ha en dedikert prosesseringskjerne, i stedet for å måtte dele ressursen med resten av systemet.
GPU-design
En GPU er designet med et mye større kjerneantall og opererer vanligvis ved lavere hastigheter, først og fremst av hensyn til varmestyring. Det store antallet prosesseringskjerne skyldes at GPU-er er optimalisert for parallell prosessering og svært høy gjennomstrømning.
GPUer brukes vanligvis for gjengivelse av grafikk, spesielt i videospill. I dette scenariet må en GPU gjengi en hel scene mange ganger i sekundet for at opplevelsen skal fungere. Behandlingskraften som kreves for å behandle individuelle grafikkelementer er relativt lav, men tusenvis av prosesser må kjøres per bilde og deretter dusinvis av bilder per sekund.
CPUer og GPUer i datamaskiner
Alle datamaskiner har en eller annen form for GPU, da den er nødvendig for å vise hva som helst på skjermen. I budsjett- og enkelte mellomlagssystemer utføres denne oppgaven vanligvis av en integrert grafikkbrikke med relativt lav effekt. Denne brikken er innebygd i CPUen, men bruker sine egne prosesseringskjerner for å utføre grafikkarbeidsbelastninger.
På datamaskiner med høyere kraft, spesielt de som er designet for grafikkbelastninger, er GPU-prosessoren atskilt på et diskret grafikkort. I denne konfigurasjonen er det mer plass til flere kjerner og andre komponenter. I tillegg gjør separering av de to primære varmekildene at de begge kan kjøles bedre, noe som øker hastigheten ytterligere.
Diskrete GPUer kan også brukes til andre oppgaver enn grafikkbehandling, ettersom visse arbeidsbelastninger også passer til den høye gjennomstrømningen og parallelliteten til en GPU. Maskinlæring og noen vitenskapelige arbeidsbelastninger utføres for eksempel ofte på GPUer.