V računalnikih obstajata dva različna procesorja, CPU in GPU. CPU ali centralna procesna enota je glavno jedro računalnika, ki obdeluje veliko večino podatkov, potrebnih za delovanje računalnika. GPU ali grafična procesna enota je sekundarni procesor, ki se uporablja predvsem za obdelavo grafike.
CPU dizajn
CPE je zasnovan z relativno majhnim številom procesnih jeder, s poudarkom na serijski obdelavi z nizko zamudo. To pomeni, da so CPE zasnovani tako, da čim hitreje opravijo vrsto nalog. Pojav večjedrnih CPE jim je omogočil, da izvajajo več operacij hkrati, kjer delovna obremenitev to dopušča.
V primeru večjedrnega CPU-ja lahko aplikacije izkoristijo, da se več korakov za njihovo logiko izvede hkrati. To lahko zagotovi podvojitev ali več hitrosti obdelave, odvisno od števila jeder in od tega, ali lahko programska logika izkoristi vse od njih.
V mnogih primerih je treba logiko enega samega procesa dokončati po vrstnem redu in je ni mogoče vzporediti v več jedrih CPU. V tem primeru je povečanje hitrosti še vedno mogoče opaziti pri enem jedrnem CPU, saj ima program lahko namensko jedro za obdelavo, namesto da bi moral vir deliti s preostalim sistemom.
GPU dizajn
GPU je zasnovan z veliko večjim številom jeder in običajno deluje pri nižjih hitrostih, predvsem zaradi upravljanja toplote. Veliko število procesorskih jeder je zato, ker so grafični procesorji optimizirani za vzporedno obdelavo in zelo visoko prepustnost.
Grafični procesorji se običajno uporabljajo za upodabljanje grafike, zlasti v video igrah. V tem scenariju mora GPU upodobiti celotno sceno večkrat na sekundo, da izkušnja deluje. Procesna moč, potrebna za obdelavo posameznih grafičnih elementov, je relativno nizka, vendar je treba izvesti na tisoče procesov na okvir, nato pa na desetine sličic na sekundo.
CPU in GPU v računalnikih
Vsi računalniki imajo neko obliko GPU, saj je potreben za prikaz česar koli na zaslonu. V proračunskih in nekaterih sistemih srednjega nivoja to nalogo na splošno opravlja sorazmerno nizko zmogljiv integriran grafični čip. Ta čip je vgrajen v CPE, vendar uporablja lastna procesna jedra za izvajanje grafičnih obremenitev.
Na računalnikih z večjo močjo, zlasti tistih, ki so zasnovani za grafične obremenitve, je GPU procesor ločen na diskretno grafično kartico. V tej konfiguraciji je več prostora za več jeder in drugih komponent. Poleg tega ločevanje dveh primarnih virov toplote omogoča, da se oba bolje ohladita, kar dodatno poveča hitrost.
Diskretni grafični procesorji se lahko uporabljajo tudi za naloge, ki niso obdelava grafike, saj so določene delovne obremenitve primerne tudi za visoko prepustnost in vzporednost GPU-ja. Strojno učenje in nekatere znanstvene obremenitve se običajno izvajajo na primer na GPU.