ROUTECH explica: a diferença entre uma CPU e uma GPU

Routech.ro explică: Diferența dintre un procesor și un GPU
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CPUs e GPUs são muito semelhantes. Ambos são feitos de centenas de milhões de transistores e podem processar milhares de operações por segundo. Mas qual é a diferença entre uma CPU e uma GPU?

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O que é uma CPU?

A CPU (unidade central de processamento) de um computador costuma ser chamada de “cérebro” de um computador. É uma coleção de milhões de transistores que podem ser manipulados para realizar uma incrível variedade de cálculos. Uma CPU padrão tem entre um e quatro núcleos de processamento com clock de 1 a 4 GHz.

Uma CPU é poderosa porque pode fazer tudo. Se um computador é capaz de realizar uma tarefa, é porque a CPU pode fazê-lo. Os programadores conseguem isso por meio de amplos conjuntos de instruções e longas listas de recursos compartilhados por todas as CPUs.

O que é uma GPU?

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Uma GPU (unidade de processamento gráfico) é um tipo especializado de microprocessador. É otimizado para exibir gráficos e realizar tarefas computacionais muito específicas. Ele roda em uma velocidade de clock menor do que a CPU, mas tem muitas vezes o número de núcleos de processamento.

Você quase pode pensar em uma GPU como uma CPU especializada que foi construída para um propósito muito específico. A renderização de vídeo tem tudo a ver com fazer operações matemáticas simples repetidamente, e é nisso que uma GPU é melhor. Uma GPU terá milhares de núcleos de processamento em execução simultaneamente. Cada núcleo, embora mais lento do que um núcleo da CPU, é ajustado para ser especialmente eficiente nas operações matemáticas básicas necessárias para a renderização de vídeo. Este enorme paralelismo é o que torna as GPUs capazes de renderizar os complexos gráficos 3D exigidos pelos jogos modernos.

Qual é a diferença entre uma CPU e uma GPU?

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Se uma CPU é um Leatherman, uma GPU é uma faca muito afiada. Você não pode apertar um parafuso sextavado com uma faca, mas definitivamente pode cortar algumas coisas.

Uma GPU pode fazer apenas uma fração das muitas operações que uma CPU faz, mas o faz com uma velocidade incrível. Uma GPU usará centenas de núcleos para fazer cálculos sensíveis ao tempo para milhares de pixels por vez, tornando possível exibir gráficos 3D complexos. No entanto, tão rápido quanto uma GPU pode ir, ela só pode realmente executar operações “burras”.

Por exemplo, uma GPU moderna como a Nvidia GTX 1080 tem 2560 núcleos shader. Graças a esses núcleos, ele pode executar 2560 instruções, ou operações, durante um ciclo de clock. E quando você precisa tornar uma tela de pixels um por cento mais brilhante, isso é perfeito. Em comparação, uma CPU Intel i5 de quatro núcleos pode executar apenas quatro instruções simultâneas por ciclo de clock.

No entanto, CPUs são mais flexíveis do que GPUs. As CPUs têm um conjunto de instruções maior, de modo que podem realizar uma gama mais ampla de tarefas. As CPUs também funcionam em velocidades de clock máximas mais altas e são capazes de gerenciar a entrada e a saída de todos os componentes de um computador. Por exemplo, CPUs podem se organizar e integrar com memória virtual, o que é essencial para rodar um sistema operacional moderno. Isso simplesmente não é algo que uma GPU pode realizar.

E quanto à computação GPU?

Embora as GPUs sejam as melhores na renderização de vídeo, elas são tecnicamente capazes de fazer mais. O processamento gráfico é apenas um tipo de tarefa de computação repetitiva e altamente paralela. Outras tarefas, como mineração de bitcoins e quebra de senhas, contam com os mesmos tipos de conjuntos de dados massivos e operações matemáticas simples. É por isso que algumas pessoas usam GPUs para executar operações não gráficas. Isso é mais conhecido como “computação GPU”.

Conclusão

CPUs e GPUs têm finalidades semelhantes, mas são otimizadas para diferentes tarefas de computação. Um computador eficiente precisará de ambos para funcionar corretamente.

Crédito da imagem: Mmanss (trabalho próprio)

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