În computere, există două procesoare distincte, un procesor și un GPU. Un procesor, sau unitatea centrală de procesare, este nucleul principal al unui computer, procesează marea majoritate a datelor necesare pentru a rula computerul. Un GPU sau unitatea de procesare grafică este un procesor secundar care este utilizat în principal pentru procesarea grafică.
Design CPU
Un procesor este proiectat cu un număr relativ scăzut de nuclee de procesare, cu accent pe procesarea serială cu latență scăzută. Aceasta înseamnă că procesoarele sunt proiectate pentru a efectua o serie de sarcini cât mai repede posibil. Apariția procesoarelor cu mai multe nuclee le-a permis să efectueze mai multe operațiuni simultan, acolo unde volumul de lucru permite.
În cazul unui procesor multi-core, aplicațiile pot beneficia de a avea mai mulți pași pentru logica lor executați simultan. Acest lucru poate asigura o dublare sau mai mult a vitezei de procesare, în funcție de numărul de nuclee și dacă logica programului poate profita de toate acestea.
În multe cazuri, logica unui singur proces trebuie finalizată în ordine și nu poate fi paralelizată pe mai multe nuclee CPU. În acest caz, o creștere a vitezei poate fi văzută în continuare pe un singur nucleu CPU, deoarece programul poate avea un nucleu de procesare dedicat, în loc să fie nevoit să partajeze resursa cu restul sistemului.
Design GPU
Un GPU este proiectat cu un număr mult mai mare de nuclee și funcționează de obicei la viteze mai mici, în primul rând din motive de gestionare a căldurii. Numărul mare de nuclee de procesare se datorează faptului că GPU-urile sunt optimizate pentru procesare paralelă și debit foarte mare.
GPU-urile sunt de obicei folosite pentru redarea graficelor, în special în jocurile video. În acest scenariu, un GPU trebuie să redeze o scenă întreagă de mai multe ori pe secundă pentru ca experiența să funcționeze. Puterea de procesare necesară pentru procesarea elementelor grafice individuale este relativ scăzută, dar trebuie rulate mii de procese pe cadru și apoi sunt necesare zeci de cadre pe secundă.
CPU-uri și GPU-uri în computere
Toate computerele au o formă de GPU, deoarece este necesar pentru a afișa orice pe ecran. În sistemele bugetare și în unele sisteme de nivel mediu, această sarcină este în general efectuată de un cip grafic integrat cu putere relativ redusă. Acest cip este încorporat în procesor, dar folosește propriile nuclee de procesare pentru a efectua sarcini de lucru grafice.
Pe computerele cu putere mai mare, în special pe cele care sunt proiectate pentru sarcini de lucru grafice, procesorul GPU este separat pe o placă grafică discretă. În această configurație, există mai mult spațiu pentru mai multe nuclee și alte componente. În plus, separarea celor două surse primare de căldură le permite ambelor să fie mai bine răcite, crescând în continuare vitezele.
GPU-urile discrete pot fi folosite și pentru alte sarcini decât procesarea grafică, deoarece anumite sarcini de lucru sunt, de asemenea, potrivite pentru debitul mare și paralelismul unui GPU. Învățarea automată și unele sarcini științifice sunt de obicei efectuate pe GPU-uri, de exemplu.