在當今的應(yīng)用程序中,GPU變得越來越重要。我們所有人對GPU都有一點了解,因為手機和計算機中都有GPU。
為了增進大家對GPU的了解,本文將討論GPU和CPU,以了解誰具有更大的優(yōu)勢。此外,編輯器還將介紹GPU加速的原理。
如果您對GPU感興趣,則不妨繼續(xù)閱讀。 1. GPU和CPU更強或更弱? GPU無法替換CPU,類似地,CPU也無法替換GPU。
如果從視覺上理解它,GPU就像一群螞蟻,這些螞蟻在做相同的事情,而CPU就像猴子,這只猴子在做各種不同的事情。從根本上說,CPU和GPU具有不同的用途,不同的關(guān)注點并且還具有不同的性能特征。
在某些任務(wù)中,CPU的執(zhí)行速度更快;在其他任務(wù)中,GPU的性能可能更好。當您需要對大量數(shù)據(jù)執(zhí)行相同的操作時,GPU更適合;當您需要對相同數(shù)據(jù)進行大量操作時,CPU恰到好處。
但是,在實際應(yīng)用中,后一種情況更多,即CPU更靈活,能夠執(zhí)行更多任務(wù)。 GPU可以做什么? GPU可以幫助圖形和大規(guī)模矩陣操作,例如機器學習算法,挖掘和暴力破解密碼。
簡而言之,CPU擅長諸如分支預(yù)測之類的復(fù)雜操作,而GPU擅長于對大量數(shù)據(jù)執(zhí)行簡單的操作。一種是復(fù)雜的工作,另一種是很多并行的工作。
實際上,GPU可以看作是專用CPU,專為單指令處理大型數(shù)據(jù)而設(shè)計,這些數(shù)據(jù)都執(zhí)行相同的操作。知道處理一個大數(shù)據(jù)塊比一個接一個地處理更有效,并且執(zhí)行指令的開銷將大大減少,因為處理大數(shù)據(jù)塊意味著需要更多的晶體管并行工作。
現(xiàn)在,旗艦圖形卡已超過數(shù)百億。晶體管。
對于CPU,其目的是盡快對單個數(shù)據(jù)執(zhí)行一條指令。由于只需要使用一條數(shù)據(jù)指令,因此所需的晶體管數(shù)量要少得多。
目前,主流臺式機CPU晶體管的數(shù)量都在10億以下,與頂級GPU相比,相差十倍以上,但它需要更大的指令集,更復(fù)雜的ALU(算術(shù)邏輯單元),更好的分支預(yù)測和更好的虛擬化體系結(jié)構(gòu)。 ,更低的延遲等。
此外,就像為x86處理器編寫的操作系統(tǒng)Windows一樣,它需要執(zhí)行的任務(wù)在CPU上肯定更加高效。您認為每個線程的任務(wù)都不相同,并且基本上很難并行化。
無法充分利用GPU的優(yōu)勢。因此,可以預(yù)見的是,將來隨著CPU進一步增強處理數(shù)據(jù)塊的能力,我們將看到CPU與GPU架構(gòu)之間的集成,并且隨著制造技術(shù)的進步和芯片的縮小,GPU可以也接受更復(fù)雜的指導(dǎo)。
二,GPU加速原理GPU啟動后,其包含的處理單元比CPU多,而更大的帶寬使其能夠在多媒體處理過程中發(fā)揮更大的效率。例如:當前的頂級CPU只有4核或6核,并且模擬了8或12個處理線程來執(zhí)行計算,但是普通GPU包含成百上千個處理單元,而高端GPU甚至更多。
對于多媒體計算中的大量重復(fù)過程,它具有自然的優(yōu)勢。下圖顯示了CPU和GPU架構(gòu)的比較。
在硬件設(shè)計方面,CPU由幾個針對順序串行處理進行了優(yōu)化的內(nèi)核組成。另一方面,GPU由數(shù)千個更小,更高效的內(nèi)核組成,這些內(nèi)核旨在同時處理多個任務(wù)。
通過上圖,我們可以輕松理解串行操作和并行操作之間的區(qū)別。傳統(tǒng)的串行編程軟件具有以下特征:它必須在具有單個中央處理器(CPU)的單臺計算機上運行;一個問題被分解為一系列離散的指令;指令必須一個接一個地執(zhí)行;任何時候都只能執(zhí)行一條指令。
并行計算已經(jīng)改善了許多重要的細節(jié):它需要使用多個處理器來運行;一個問題可以分解成可以同時解決的離散指令;每個部分又細分為一系列說明;問題的每個部分都可以在處理器上同時執(zhí)行。為了舉例說明生活,您想從
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