CPU na GPU zinafanana sana; zote zimeundwa kwa mamia ya mamilioni ya transistors na zinaweza kuchakata maelfu ya operesheni kwa sekunde. Lakini ni tofauti gani hasa kati ya vipengele hivi viwili muhimu vya kompyuta yoyote ya nyumbani?

Katika makala hii tutajaribu kueleza kwa njia rahisi sana na inayoweza kupatikana ni tofauti gani kati ya CPU na GPU. Lakini kwanza tunahitaji kuangalia wasindikaji hawa wawili tofauti.

CPU (Kitengo cha Usindikaji Kati au Kitengo cha Usindikaji Kati) mara nyingi huitwa "ubongo" wa kompyuta. Ndani ya processor ya kati kuna transistors karibu milioni, kwa msaada ambao mahesabu mbalimbali hufanywa. Kompyuta za nyumbani kwa kawaida huwa na vichakataji ambavyo vina cores 1 hadi 4 na kasi ya saa ya takriban 1 GHz hadi 4 GHz.

Kichakataji kina nguvu kwa sababu kinaweza kufanya kila kitu. Kompyuta ina uwezo wa kufanya kazi kwa sababu processor ina uwezo wa kufanya kazi hiyo. Watayarishaji programu wameweza kufikia shukrani hii kwa seti pana za maagizo na orodha kubwa za kazi zilizoshirikiwa katika vitengo vya kisasa vya usindikaji.

GPU ni nini?

GPU (Kitengo cha Uchakataji wa Michoro au Kitengo cha Uchakataji wa Michoro) ni aina maalum ya kichakataji kidogo kilichoboreshwa kwa onyesho maalum la kompyuta na michoro. GPU huendeshwa kwa kasi ya chini ya saa kuliko CPU, lakini ina viini vingi zaidi vya uchakataji.

Unaweza pia kusema kwamba GPU ni CPU maalum iliyoundwa kwa kusudi moja mahususi - uwasilishaji wa video. Wakati wa uwasilishaji, GPU hufanya hesabu rahisi za hisabati mara nyingi. GPU ina maelfu ya cores ambazo zitatumika kwa wakati mmoja. Ingawa kila msingi wa GPU ni wa polepole kuliko msingi wa CPU, bado una ufanisi zaidi katika kufanya hesabu rahisi zinazohitajika ili kuonyesha michoro. Usambamba huu mkubwa ndio unaoifanya GPU kuwa na uwezo wa kutoa michoro changamano ya 3D inayohitajika na michezo ya kisasa.

Tofauti kati ya CPU na GPU

GPU inaweza kufanya sehemu ndogo tu ya mambo ambayo CPU inaweza kufanya, lakini inafanya kwa kasi ya ajabu. GPU itatumia mamia ya cores kufanya hesabu za haraka kwenye maelfu ya pikseli huku ikitoa michoro changamano ya 3D. Lakini ili kufikia kasi ya juu, GPU lazima ifanye shughuli za monotonous.

Chukua, kwa mfano, Nvidia GTX 1080. Kadi hii ya video ina cores 2560 za shader. Shukrani kwa cores hizi, Nvidia GTX 1080 inaweza kutekeleza maagizo 2,560 au shughuli katika mzunguko wa saa moja. Ikiwa ungependa kufanya picha 1% ing'ae zaidi, GPU inaweza kuishughulikia bila ugumu sana. Lakini kichakataji cha kati cha Intel Core i5 cha quad-core kinaweza tu kutekeleza maagizo 4 katika mzunguko wa saa moja.

Walakini, CPU zinaweza kunyumbulika zaidi kuliko GPU. Vitengo vya usindikaji vya kati vina seti kubwa ya maagizo ili viweze kutekeleza anuwai ya majukumu. CPU pia hufanya kazi kwa kasi ya juu zaidi ya saa na zina uwezo wa kudhibiti uingizaji na utoaji wa vipengele vya kompyuta. Kwa mfano, kitengo cha usindikaji cha kati kinaweza kuunganishwa na kumbukumbu ya kawaida, ambayo ni muhimu kuendesha mfumo wa uendeshaji wa kisasa. Hivi ndivyo GPU haiwezi kufanya.

Kompyuta ya GPU

Ingawa GPU zimeundwa kwa ajili ya kutoa, zina uwezo wa kufanya zaidi. Uchakataji wa michoro ni aina tu ya ukokotoaji unaojirudia rudia. Kazi zingine, kama vile uchimbaji madini ya Bitcoin na uvunjaji wa nenosiri, hutegemea aina sawa za seti kubwa za data na hesabu rahisi za hisabati. Hii ndiyo sababu watumiaji wengine hutumia kadi za video kwa shughuli zisizo za graphical. Hali hii inaitwa GPU Computation au GPU computing.

hitimisho

Katika makala hii tulilinganisha CPU na GPU. Nadhani imekuwa wazi kwa kila mtu kuwa GPU na CPU zina malengo sawa, lakini zimeboreshwa kwa hesabu tofauti. Andika maoni yako katika maoni, nitajaribu kujibu.

Watu wengi wameona kifupi GPU, lakini si kila mtu anajua ni nini. Hii sehemu, ambayo ni sehemu ya kadi za video. Wakati mwingine inaitwa kadi ya video, lakini hii si sahihi. GPU ina shughuli nyingi usindikaji amri zinazounda picha ya pande tatu. Hii ndio kipengele kikuu ambacho nguvu inategemea utendaji mfumo mzima wa video.

Kula aina kadhaa chips kama hizo - tofauti Na iliyojengwa ndani. Bila shaka, ni muhimu kutaja mara moja kwamba ya kwanza ni bora zaidi. Imewekwa kwenye moduli tofauti. Ni nguvu na inahitaji nzuri kupoa. Ya pili imewekwa karibu na kompyuta zote. Imejengwa ndani ya CPU, na kufanya matumizi ya nishati kuwa chini mara kadhaa. Kwa kweli, haiwezi kulinganishwa na chipsi zilizojaa kamili, lakini kwa sasa inaonyesha nzuri kabisa matokeo.

Jinsi processor inavyofanya kazi

GPU inahusika usindikaji Picha za 2D na 3D. Shukrani kwa GPU, CPU ya kompyuta ni huru na inaweza kufanya kazi muhimu zaidi. Kipengele kikuu cha GPU ni kwamba inajaribu iwezekanavyo kuongeza kasi hesabu ya habari ya picha. Usanifu wa chip huruhusu zaidi ufanisi kuchakata maelezo ya picha badala ya CPU kuu ya Kompyuta.

Usakinishaji wa GPU eneo mifano tatu-dimensional katika sura. Kushiriki kuchuja pembetatu zilizojumuishwa ndani yao, huamua ni zipi zinazoonekana, na hukata zile ambazo zimefichwa na vitu vingine.

Tunaangalia nini kwanza wakati wa kuchagua smartphone? Ikiwa tunapuuza gharama kwa muda, basi kwanza kabisa sisi, bila shaka, tunachagua ukubwa wa skrini. Kisha tunavutiwa na kamera, kiasi cha RAM, idadi ya cores na mzunguko wa processor. Na hapa kila kitu ni rahisi: zaidi, bora, na kidogo, mbaya zaidi. Walakini, vifaa vya kisasa pia hutumia kichakataji cha picha, kinachojulikana pia kama GPU. Ni nini, jinsi inavyofanya kazi na kwa nini ni muhimu kujua kuhusu hilo, tutakuambia hapa chini.

GPU (Kitengo cha Uchakataji wa Michoro) ni kichakataji kilichoundwa kwa ajili ya usindikaji wa michoro na kukokotoa sehemu zinazoelea pekee. Kimsingi ipo ili kurahisisha mzigo wa kazi wa kichakataji kikuu linapokuja suala la michezo inayohitaji sana au programu za michoro ya 3D. Unapocheza mchezo, GPU inawajibika kuunda michoro, rangi na maumbo, huku CPU inaweza kushughulikia akili bandia au hesabu za mechanic ya mchezo.

Usanifu wa GPU sio tofauti sana na usanifu wa CPU, lakini umeboreshwa zaidi kwa usindikaji bora wa picha. Ukilazimisha GPU kufanya mahesabu mengine yoyote, itaonyesha upande wake mbaya zaidi.

Kadi za video ambazo zimeunganishwa tofauti na zinazoendeshwa kwa nguvu ya juu zipo tu kwenye kompyuta za mkononi na kompyuta za mezani. Ikiwa tunazungumzia kuhusu vifaa vya Android, basi tunazungumzia kuhusu graphics jumuishi na kile tunachokiita SoC (System-on-a-Chip). Kwa mfano, processor ina processor jumuishi ya graphics ya Adreno 430. Kumbukumbu inayotumia kwa uendeshaji wake ni kumbukumbu ya mfumo, wakati kadi za graphics kwenye PC za kompyuta zimetengwa kumbukumbu inapatikana kwao tu. Kweli, pia kuna chips za mseto.

Ingawa CPU iliyo na korombo nyingi hukimbia kwa kasi ya juu, GPU ina vichakataji vingi vinavyofanya kazi kwa kasi ya chini na hufanya zaidi ya kukokotoa wima na pikseli. Usindikaji wa Vertex hasa huzunguka mfumo wa kuratibu. GPU huchakata kazi za jiometri kwa kuunda nafasi ya pande tatu kwenye skrini na kuruhusu vitu kusogea ndani yake.

Uchakataji wa pikseli ni mchakato changamano zaidi unaohitaji nguvu nyingi za uchakataji. Katika hatua hii, GPU hutumia tabaka mbalimbali, hutumia athari, na hufanya kila kitu ili kuunda textures tata na graphics halisi. Mara tu michakato yote miwili inachakatwa, matokeo huhamishiwa kwenye skrini ya simu mahiri au kompyuta yako kibao. Haya yote hutokea mamilioni ya mara kwa sekunde unapocheza mchezo.


Bila shaka, hadithi hii kuhusu uendeshaji wa GPU ni ya juu juu sana, lakini inatosha kupata wazo zuri la jumla na kuweza kuendelea na mazungumzo na marafiki au muuzaji wa vifaa vya elektroniki, au kuelewa ni kwa nini kifaa chako kinapata joto sana wakati wa mchezo. Baadaye hakika tutajadili faida za GPU fulani wakati wa kufanya kazi na michezo na kazi maalum.

Kulingana na nyenzo kutoka AndroidPit

Katika nakala hii unaweza kupata maelezo kwamba GPU kwenye kompyuta ni kichakataji cha picha, au, kama watu wengi wanaona ni rahisi kusema, kadi ya video. Inaweza kujengwa ndani au tofauti. Kulingana na mahitaji, unaweza kuchagua baridi muhimu na ugavi wa umeme unaofaa.

GPU iliyojengwa ndani

Kadi ya video iliyounganishwa iko kwenye ubao wa mama au kwenye processor. Kwa sababu tu ni GPU kwenye kompyuta haimaanishi kwamba inahitaji kuendesha michezo au filamu zinazohitajika katika ubora wa juu. Ukweli ni kwamba kadi za video za aina hii zimeundwa kufanya kazi na maombi rahisi ambayo hayahitaji rasilimali kubwa. Kwa kuongeza, hawatumii kiasi kikubwa cha nishati.

Kuhusu kiasi cha kumbukumbu, GPU iliyounganishwa kwenye kompyuta hutumia kiasi na mzunguko wa RAM kufanya kazi.

Watumiaji wengi hutumia kadi za aina hii tu kufunga madereva kwenye kadi ya video ya discrete.

GPU ya kipekee

Aina tofauti za GPU kwenye kompyuta - ni nini? Tofauti na processor ya graphics iliyojumuishwa, kadi za video zisizo na maana ni moduli tofauti, ambayo ina processor yenyewe, radiators kadhaa, baridi za baridi, chips za kumbukumbu, capacitors, na katika kesi ya kuongezeka kwa nguvu - baridi ya maji.

Kadi hizo za video zinaweza kutumika kwa ajili ya michezo ya kubahatisha na ofisi. Kwa mfano, mtengenezaji wa Invidia hutofautiana katika mfululizo wa pato. GT630 ni mfano wa ofisi, wakati GTX660 inaitwa mfano wa michezo ya kubahatisha. Nambari ya kwanza inaonyesha kizazi cha GPU, na mbili zifuatazo zinaonyesha mfululizo. Kuhesabu hadi mfululizo wa 50 kunaonyesha kuwa vifaa ni ofisi, na kutoka 50 hadi 90 ni kadi za michezo ya kubahatisha. Zaidi ya hayo, idadi ya juu, chip inazalisha zaidi katika kadi ya video. Kiambishi awali katika mfumo wa herufi "X" inamaanisha kuwa ni ya kitengo cha michezo ya kubahatisha, kwani kadi kama hizo za video zina uwezo wa overclocking. Pia zinahitaji nguvu tofauti za ziada kwa sababu rasilimali zao hutumia nishati nyingi. Sasa kuna wazo la jumla kwamba ni GPU kwenye kompyuta.

Kama kwa Radeon, mfumo wao wa kitambulisho ni rahisi sana. Katika mfumo wa tarakimu nne, tarakimu ya kwanza inawakilisha kizazi, pili mfululizo, na tarakimu mbili za mwisho zinaonyesha mlolongo wa mfano. Wanawajibika kwa tofauti kati ya ofisi na wawakilishi wa kipekee.

Halijoto ya kawaida ya GPU kwenye kompyuta

Kwa operesheni ya kawaida, processor lazima ihifadhi joto la kawaida, na kila sehemu ina joto lake. Kama kwa GPU, joto lake la kufanya kazi kawaida halizidi digrii 65. Chip inaweza kuhimili inapokanzwa hadi digrii 90, lakini ni bora si kuruhusu hili kutokea, vinginevyo vipengele vya chip video vitaharibiwa.

Vipengele kadhaa vya kadi ya video vinawajibika kwa joto la kawaida - kuweka mafuta, baridi, radiators na mfumo wa nguvu.

Kuweka mafuta lazima kubadilishwa mara kwa mara, kwani baada ya muda inakuwa ngumu na kupoteza kazi yake ya baridi. Kuibadilisha hauchukua muda mwingi - ondoa tu mabaki ya kuweka zamani na uitumie kwa uangalifu mpya.

Njia nyingine ya kupunguza joto la GPU kwenye kompyuta ni kuchagua vipozaji kwa busara. Kadi yoyote ya video ya michezo ya kubahatisha ina vifaa vya baridi moja hadi tatu. Mashabiki zaidi, bora radiators itakuwa kilichopozwa. Kwa wawakilishi wa ofisi, wazalishaji kwa ujumla huweka radiators tu au baridi moja kwenye bodi.

Nguvu ya GPU

Vichakataji vya michoro vilivyojumuishwa havihitaji nguvu ya ziada, lakini zile za kipekee zinahitaji usambazaji wa nguvu zaidi. Kadi za video za ofisi zitafanya kazi kwa kawaida na kitengo cha 450-watt. Vichapuzi vya michoro vinavyoweza kutolewa vitahitaji usambazaji wa nguvu zaidi ya wati 500. Kwa uteuzi sahihi, unaweza kufuta kikamilifu uwezo wa kadi ya video. Zaidi ya hayo, mfumo wa baridi wa kadi ya video ya discrete utafanya kazi vizuri na kiasi cha kutosha cha umeme.

Lishe ina jukumu muhimu. Bila processor ya kuongeza kasi ya graphics, haiwezekani kuonyesha picha kwenye skrini. Ili kuona jinsi kadi ya video inavyoonyeshwa kwenye mfumo, nenda tu kwenye jopo la kudhibiti na ufungue kichupo cha "Video adapters". Ikiwa ujumbe "Kifaa hakijatambuliwa" unaonyeshwa, basi unahitaji kusakinisha viendeshi vya GPU yako. Baada ya kufunga madereva, mfano wa kadi utaonyeshwa kwa usahihi katika mfumo.

Sote tunajua kuwa kadi ya video na processor zina kazi tofauti kidogo, lakini unajua jinsi zinavyotofautiana katika muundo wa ndani? Kama CPU kitengo cha usindikaji cha kati), na GPU (Kiingereza - kitengo cha usindikaji wa picha) ni wasindikaji, na wana mengi sawa, lakini waliundwa kufanya kazi tofauti. Utajifunza zaidi kuhusu hili kutoka kwa makala hii.

CPU

Kazi kuu ya CPU, kwa maneno rahisi, ni kutekeleza mlolongo wa maagizo kwa muda mfupi iwezekanavyo. CPU imeundwa kutekeleza minyororo kadhaa kama hiyo kwa wakati mmoja, au kugawanya mkondo mmoja wa maagizo katika kadhaa na, baada ya kutekeleza kando, kuunganisha tena kuwa moja, kwa mpangilio sahihi. Kila maagizo kwenye thread inategemea yale yanayofuata, ndiyo sababu CPU ina vitengo vichache vya utekelezaji, na msisitizo mzima ni juu ya kasi ya utekelezaji na kupunguza muda wa kupungua, ambayo hupatikana kwa kutumia kumbukumbu ya cache na bomba.

GPU

Kazi kuu ya GPU ni kutoa picha za 3D na athari za kuona, kwa hivyo, kila kitu ni rahisi kidogo: inahitaji kupokea poligoni kama pembejeo, na baada ya kufanya shughuli muhimu za kihesabu na kimantiki juu yao, kuratibu za pixel za pato. Kimsingi, kazi ya GPU inakuja chini ya kufanya kazi kwa idadi kubwa ya kazi zisizotegemea kila mmoja; kwa hivyo, ina kumbukumbu kubwa, lakini sio haraka kama katika CPU, na idadi kubwa ya vitengo vya utekelezaji: GPU za kisasa kuna 2048 au zaidi kati yao, wakati kama CPU, idadi yao inaweza kufikia 48, lakini mara nyingi idadi yao iko katika anuwai ya 2-8.

Tofauti kuu

CPU hutofautiana na GPU hasa kwa jinsi inavyopata kumbukumbu. Katika GPU ni madhubuti na inaweza kutabirika kwa urahisi - ikiwa maandishi ya maandishi yanasomwa kutoka kwa kumbukumbu, basi baada ya muda zamu ya tekseli za jirani itakuja. Hali ni sawa na kurekodi - pixel imeandikwa kwa framebuffer, na baada ya mzunguko wa saa chache moja iko karibu nayo itarekodiwa. Pia, GPU, tofauti na wasindikaji wa madhumuni ya jumla, haihitaji tu kumbukumbu kubwa ya kache, na textures inahitaji kilobytes 128-256 tu. Kwa kuongeza, kadi za video hutumia kumbukumbu ya kasi, na kwa sababu hiyo, GPU ina bandwidth mara nyingi zaidi, ambayo pia ni muhimu sana kwa mahesabu ya sambamba ambayo yanafanya kazi na mito kubwa ya data.

Kuna tofauti nyingi katika usaidizi wa usomaji mwingi: CPU inatekeleza 1 – Nyuzi 2 za mahesabu kwa kila msingi wa kichakataji, na GPU inaweza kusaidia nyuzi elfu kadhaa kwa kila kichakataji, ambacho kuna kadhaa kwenye chip! Na ikiwa kubadili kutoka kwa uzi mmoja hadi mwingine hugharimu mamia ya mizunguko ya saa kwa CPU, basi GPU hubadilisha nyuzi kadhaa katika mzunguko wa saa moja.

Katika CPU, sehemu kubwa ya eneo la chip huchukuliwa na vihifadhi vya maagizo, utabiri wa matawi ya maunzi, na idadi kubwa ya kumbukumbu ya kache, wakati katika GPU, eneo kubwa linamilikiwa na vitengo vya utekelezaji. Kifaa kilichoelezwa hapo juu kinaonyeshwa kwa mpangilio hapa chini:

Tofauti katika kasi ya kompyuta

Ikiwa CPU ni aina ya "bosi" ambayo hufanya maamuzi kwa mujibu wa maagizo ya programu, basi GPU ni "mfanyakazi" ambaye hufanya idadi kubwa ya mahesabu sawa. Inabadilika kuwa ikiwa unalisha kazi rahisi za hisabati kwa GPU, itashughulikia haraka zaidi kuliko kichakataji cha kati. Tofauti hii inatumiwa kwa mafanikio na wachimbaji wa Bitcoin.

Uchimbaji wa Bitcoin

Kiini cha madini ni kwamba kompyuta ziko katika sehemu tofauti za Dunia hutatua shida za hesabu, kama matokeo ya ambayo bitcoins huundwa. Uhamisho wote wa bitcoin kando ya mlolongo hupitishwa kwa wachimbaji, ambao kazi yao ni kuchagua kutoka kwa mamilioni ya mchanganyiko hash moja inayofanana na shughuli zote mpya na ufunguo wa siri, ambayo itahakikisha kwamba mchimbaji anapata tuzo ya bitcoins 25 kwa wakati mmoja. Kwa kuwa kasi ya hesabu moja kwa moja inategemea idadi ya vitengo vya utekelezaji, inageuka kuwa GPU zinafaa zaidi kwa kufanya aina hii ya kazi kuliko CPU. Idadi kubwa ya mahesabu yaliyofanywa, nafasi kubwa ya kupokea bitcoins. Ilifikia hata kujenga shamba zima kutoka kwa kadi za video.