通俗的講gpu和cpu（簡要介紹CPU與GPU的區別）

2023-05-31 13:14:55

CPU、GPU是經常會遇到的IT名詞，它們和計算機的性能息息相關，很多人就算不了解這個應該也會經常聽到這兩個名詞吧，下面就為大家簡單介紹下。

CPU即中央處理器，GPU即圖形處理器。其次，要解釋兩者的區別，要先明白兩者的相同之處：兩者都有總線和外界聯繫，有自己的緩存體系，以及數字和邏輯運算單元。一句話，兩者都為了完成計算任務而設計。

兩者的區別在於存在於片內的緩存體系和數字邏輯運算單元的結構差異：

CPU雖然有多核，但總數沒有超過兩位數，每個核都有足夠大的緩存和足夠多的數字和邏輯運算單元，並輔助有很多加速分支判斷甚至更複雜的邏輯判斷的硬體；

GPU的核數遠超CPU，被稱為眾核（NVIDIA Fermi有512個核）。每個核擁有的緩存大小相對小，數字邏輯運算單元也少而簡單（GPU初始時在浮點計算上一直弱於CPU）。從結果上導致CPU擅長處理具有複雜計算步驟和複雜數據依賴的計算任務，如分布式計算，數據壓縮，人工智慧，物理模擬，以及其他很多很多計算任務等。

GPU由於歷史原因，是為了視頻遊戲而產生的（至今其主要驅動力還是不斷增長的視頻遊戲市場），在三維遊戲中常常出現的一類操作是對海量數據進行相同的操作，如：對每一個頂點進行同樣的坐標變換，對每一個頂點按照同樣的光照模型計算顏色值。GPU的眾核架構非常適合把同樣的指令流並行發送到眾核上，採用不同的輸入數據執行。

圖形學之外的領域專家開始注意到GPU與眾不同的計算能力，開始嘗試把GPU用於通用計算（即GPGPU）。之後NVIDIA發布了CUDA，AMD和Apple等公司也發布了OpenCL，GPU開始在通用計算領域得到廣泛應用，包括：數值分析，海量數據處理（排序，Map-Reduce等），金融分析等等。

簡而言之，當程式設計師為CPU編寫程序時，他們傾向於利用複雜的邏輯結構優化算法從而減少計算任務的運行時間，即Latency。當程式設計師為GPU編寫程序時，則利用其處理海量數據的優勢，通過提高總的數據吞吐量（Throughput）來掩蓋Lantency。目前，CPU和GPU的區別正在逐漸縮小，因為GPU也在處理不規則任務和線程間通信方面有了長足的進步。另外，功耗問題對於GPU比CPU更嚴重。