Mặc dù một số người am hiểu máy tính hơn trong số chúng ta có thể nhận thức rõ về sự khác biệt giữa bộ xử lý trung tâm (CPU AKA) và bộ xử lý đồ họa (GPU), hầu hết chúng ta thực sự chỉ biết một điều về chúng - CPU xử lý hầu hết xử lý máy tính ngoại trừ một số xử lý đồ họa mạnh hơn được xử lý bởi GPU. Ngoài ra, tuy nhiên, có khá nhiều sự khác biệt quan trọng cần ghi nhớ.
Cho dù bạn đang tìm cách xây dựng một máy tính hay bạn chỉ muốn hiểu sâu hơn về các thành phần bên trong máy tính của mình, đây là một số điểm khác biệt giữa CPU và GPU cần lưu ý.
Bộ não của máy tính
Tất nhiên, cùng với đó là một số sự đánh đổi - CPU phải linh hoạt hơn rất nhiều và có thể xử lý tất cả các loại tác vụ mà máy tính có thể xử lý, trong khi GPU thực sự chỉ cần xử lý hình ảnh và như vậy có thể được tối ưu hóa cho mục đích đó. Nói cách khác, GPU có thể xử lý đồ họa tốt hơn vì đồ họa bao gồm hàng ngàn phép tính nhỏ cần được tiến hành. Thay vì gửi các phương trình nhỏ đó đến CPU, chỉ có thể xử lý một vài lần, chúng được gửi tới GPU, có thể xử lý nhiều trong số chúng cùng một lúc. Đó là bởi vì GPU được xây dựng trên một Kiến trúc nhiều dữ liệu hoặc SIMD, cho phép GPU thực hiện các hoạt động trên các mảng dữ liệu. Điều đó có nghĩa là khi một tập hợp dữ liệu có cùng một chuỗi các hoạt động mà chúng cần thực hiện, chúng được lên lịch trong các luồng dữ liệu và được xử lý tất cả cùng nhau. Về cơ bản, GPU rất tốt để thực hiện cùng một hoạt động trên hàng ngàn dữ liệu. Để biết thêm thông tin về kiến trúc SIMD, hãy vào đây.
Gần đây nhất, một chip máy tính mới cũng đã được tạo ra - APU, hoặc Bộ xử lý tăng tốc. Điều này kết hợp CPU và GPU thành một kiến trúc, về cơ bản thực hiện mọi hành động đơn lẻ mà máy tính của bạn yêu cầu. Không, nó không phải là bộ xử lý đồ họa tích hợp - nó chỉ đơn giản là một bộ xử lý cho mọi thứ. Ưu điểm của việc này là giảm tốc độ truyền giữa CPU và GPU và sử dụng ít năng lượng hơn.
Thông số kỹ thuật
- Intel Core i7-7500U có tốc độ xung nhịp cơ bản là 2, 70GHz và 2 lõi vật lý với 4 luồng trên mỗi lõi.
- GPU NVIDIA GTX1080 có tốc độ xung nhịp cơ bản là 1, 60 GHz và 2560 lõi.
Dựa trên những thông số kỹ thuật đó, bạn có thể thấy hai điểm khác biệt chính - CPU có tốc độ xung nhịp nhanh hơn trong khi GPU có nhiều lõi hơn. Nói cách khác, CPU tốt nhất trong việc xử lý các phép tính đơn cực kỳ nhanh chóng, trong khi GPU tốt hơn trong việc xử lý nhiều phép tính khi thời gian có thể không phải là vấn đề lớn.
Trên thực tế, ngày càng có nhiều GPU được sử dụng cho những thứ ngoài việc đơn giản là kết xuất đồ họa - như mô hình tài chính, nghiên cứu khoa học, v.v.
Một điểm khác biệt nữa là trong khi các bộ xử lý thường không có RAM riêng, GPU thường làm và được gọi là VRAM. RAM này thường nhanh hơn RAM hệ thống, vì nó được thực hiện trên cùng một con chip, tuy nhiên nó thường có kích thước nhỏ hơn rất nhiều. Khi VRAM trên GPU không đủ lớn, thay vào đó, nó sẽ tải tài nguyên vào RAM hệ thống, tuy nhiên như đã đề cập, nó chậm hơn rất nhiều so với VRAM. Hầu hết các card đồ họa bao gồm tối đa 4GB hoặc đôi khi 8GB VRAM, tuy nhiên khi đồ họa trở nên mãnh liệt hơn và thực tế ảo trở nên nổi bật hơn, chúng ta có thể thấy các thẻ có nhiều VRAM hơn.
Bộ nhớ cache
Có sự khác biệt khác giữa CPU và GPU. Ví dụ, CPU có kiến trúc bao gồm rất nhiều bộ nhớ đệm, cho phép CPU xử lý chỉ một vài luồng mỗi lần. Mặt khác, GPU sẽ có dung lượng bộ nhớ cache nhỏ hơn nhiều, phần lớn được dành riêng để bù cho độ trễ cao hơn từ RAM hệ thống của máy tính. Khi GPU đã được phát triển, chúng đã bao gồm các bộ nhớ cache ngày càng lớn có thể thực hiện những điều tổng quát hơn nhiều - như hướng dẫn cho các shader.
Kết luận
Mặc dù có rất nhiều sự khác biệt giữa CPU và GPU, nhưng cũng có rất nhiều điểm tương đồng. Cuối cùng, CPU và GPU thực sự hoạt động cùng nhau tạo ra kết quả tốt nhất - một máy tính thực sự mạnh mẽ sẽ có cả CPU tốt và GPU tốt.
