Sự khác biệt giữa CPU và GPU

CPU vs GPU

CPU, từ viết tắt của Bộ xử lý trung tâm, là bộ não của một hệ thống máy tính thực hiện các tính toán trên máy tính được đưa ra theo hướng dẫn thông qua một chương trình máy tính. Do đó, việc có CPU chỉ có ý nghĩa khi bạn có một hệ thống máy tính là chương trình có thể lập trình được (để nó có thể thực hiện các hướng dẫn) và chúng ta nên lưu ý rằng CPU là đơn vị xử lý của Trung tâm, một đơn vị điều khiển các đơn vị khác / các bộ phận của một hệ thống máy tính. Trong bối cảnh ngày nay, CPU thường được đặt trong một chip silicon duy nhất còn được gọi là bộ vi xử lý. Mặt khác, GPU, từ viết tắt của Đơn vị xử lý đồ họa, được thiết kế để giảm tải các tác vụ xử lý đồ họa chuyên sâu tính toán từ CPU. Mục tiêu cuối cùng của các nhiệm vụ đó là chiếu đồ họa lên một đơn vị hiển thị như màn hình. Cho rằng các tác vụ như vậy là nổi tiếng và cụ thể, về cơ bản chúng không cần phải được lập trình, và ngoài ra, các tác vụ đó vốn đã song song do tính chất của các đơn vị hiển thị. Một lần nữa, trong bối cảnh hiện tại, trong khi các GPU có khả năng kém hơn thường nằm trong cùng một chip silicon nơi bạn tìm thấy CPU (thiết lập này được gọi là GPU tích hợp), các GPU mạnh hơn, có khả năng hơn được tìm thấy trong chip silicon của riêng chúng, thông thường trên một PCB (Bảng mạch in) riêng biệt.

CPU là gì?

Thuật ngữ CPU được sử dụng trong các hệ thống máy tính trong hơn năm thập kỷ nay và nó là đơn vị xử lý duy nhất trong các máy tính đầu tiên cho đến khi các đơn vị xử lý khác (như GPU) được giới thiệu để bổ sung cho sức mạnh xử lý của nó. Hai thành phần chính của CPU là Đơn vị logic số học (hay còn gọi là ALU) và Đơn vị điều khiển (hay còn gọi là CU). ALU của CPU chịu trách nhiệm cho các hoạt động số học và logic của hệ thống máy tính và CU chịu trách nhiệm tìm nạp chương trình hướng dẫn từ bộ nhớ, giải mã chúng và hướng dẫn các đơn vị khác như ALU thực hiện các hướng dẫn. Do đó, đơn vị điều khiển của CPU có trách nhiệm mang lại vinh quang cho CPU trở thành đơn vị xử lý trung tâm thành công. CU để tìm nạp các hướng dẫn từ bộ nhớ, các hướng dẫn phải được lưu trữ dưới dạng các chương trình trong bộ nhớ và do đó, hệ thống hướng dẫn như vậy còn được gọi là các chương trình được lưu trữ trên máy tính. Rõ ràng là CU sẽ không thực hiện các hướng dẫn, nhưng sẽ tạo điều kiện tương tự bằng cách liên lạc với các đơn vị phù hợp như ALU. 

GPU là gì (còn gọi là VPU)?

Thuật ngữ Bộ xử lý đồ họa (GPU) được giới thiệu vào cuối những năm 1990 bởi NVIDIA, một công ty sản xuất GPU, người tuyên bố đã bán ra thị trường GPU đầu tiên trên thế giới (GeForce256) vào năm 1999. Theo Wikipedia, tại thời điểm GeForce256, NVIDIA đã định nghĩa GPU là như sau: Bộ xử lý đơn chip với các công cụ biến đổi, ánh sáng, thiết lập / cắt tam giác tích hợp và các công cụ kết xuất có khả năng xử lý tối thiểu 10 triệu đa giác mỗi giây. Vài năm sau, đối thủ ATI Graphics của NVIDIA, một công ty tương tự khác, đã phát hành một bộ xử lý tương tự (Radeon300) với thuật ngữ VPU cho Bộ xử lý hình ảnh. Tuy nhiên, vì rõ ràng thuật ngữ GPU đã trở nên phổ biến hơn thuật ngữ VPU. 

Ngày nay GPU được triển khai ở mọi nơi, chẳng hạn như trong các hệ thống nhúng, điện thoại di động, máy tính cá nhân và máy tính xách tay và máy chơi game. GPU hiện đại cực kỳ mạnh mẽ trong việc điều khiển đồ họa và chúng được lập trình để chúng có thể thích nghi với các tình huống và ứng dụng khác nhau. Tuy nhiên, ngay cả bây giờ, các GPU thông thường được lập trình tại nhà máy thông qua cái được gọi là phần sụn. Nói chung, GPU hiệu quả hơn CPU đối với các thuật toán trong đó việc xử lý các khối dữ liệu lớn được thực hiện song song. Dự kiến, vì GPU được thiết kế để thao túng đồ họa máy tính, vốn cực kỳ song song. 

Ngoài ra còn có khái niệm mới này được gọi là GPGPU (Điện toán mục đích chung trên GPU), để sử dụng GPU để khai thác song song dữ liệu có sẵn trong một số ứng dụng (như tin sinh học) và do đó, thực hiện xử lý phi đồ họa trong GPU. Tuy nhiên, chúng không được xem xét trong so sánh này.