CPU và GPU khá giống nhau. Cả hai đều làm từ hàng trăm triệu transistor và xử lý hàng nghìn phép toán mỗi giây. Nhưng khác biệt giữa CPU và GPU là gì?
CPU là gì?
CPU (central processing unit) của máy tính thường gọi là "bộ não" máy tính. Là tập hợp hàng triệu transistor có thể thao tác thực hiện đa dạng phép tính tuyệt vời. CPU tiêu chuẩn có 1-4 nhân xử lý (core) clock 1-4 GHz.
CPU mạnh vì nó làm được mọi việc. Nếu máy tính hoàn thành được nhiệm vụ, đó là vì CPU làm được. Lập trình viên đạt được điều này qua tập lệnh rộng và danh sách tính năng dài dùng chung cho mọi CPU.
GPU là gì?
GPU (graphics processing unit) là loại vi xử lý chuyên biệt. Được tối ưu để hiển thị đồ họa và thực hiện các tác vụ tính toán rất cụ thể. Chạy ở clock thấp hơn CPU nhưng có số nhân xử lý gấp nhiều lần.
Bạn có thể coi GPU như một CPU chuyên biệt được xây dựng cho mục đích rất cụ thể. Render video toàn về làm phép toán đơn giản lặp đi lặp lại, và đó là điểm mạnh của GPU. GPU có hàng nghìn nhân chạy song song. Mỗi nhân, dù chậm hơn nhân CPU, được điều chỉnh đặc biệt hiệu quả cho các phép toán cơ bản cần cho render video. Sự song song hóa khổng lồ này khiến GPU render đồ họa 3D phức tạp cho game hiện đại.
Khác biệt giữa CPU và GPU?
Nếu CPU là dao Leatherman (dao đa năng), GPU là con dao rất sắc. Bạn không thể vặn bu lông lục giác bằng dao, nhưng chắc chắn cắt được đồ vật.
GPU chỉ làm một phần nhỏ nhiều phép toán CPU làm, nhưng tốc độ đáng kinh ngạc. GPU dùng hàng trăm nhân tính toán nhạy cảm thời gian cho hàng nghìn pixel cùng lúc, cho phép hiển thị đồ họa 3D phức tạp. Tuy nhiên, dù GPU nhanh đến đâu, nó chỉ thực sự làm được các phép toán "ngu" (đơn giản, lặp lại).
Ví dụ, GPU hiện đại như Nvidia GTX 1080 có 2560 nhân shader. Nhờ đó, nó thực thi 2560 lệnh/chu kỳ clock. Khi cần làm sáng 1% pixel màn hình, điều đó hoàn hảo. So sánh, CPU 4 nhân Intel i5 chỉ thực thi 4 lệnh song song/chu kỳ clock.
Tuy nhiên, CPU linh hoạt hơn GPU. CPU có tập lệnh lớn hơn, thực hiện được nhiều tác vụ đa dạng hơn. CPU cũng chạy clock tối đa cao hơn và quản lý input/output của tất cả thành phần máy tính. Ví dụ, CPU tổ chức và tích hợp với bộ nhớ ảo, cần thiết cho hệ điều hành hiện đại. Đó là điều GPU không làm được.
GPU Computation (Tính toán GPU) là gì?
Dù GPU mạnh nhất ở render video, chúng kỹ thuật có thể làm thêm. Xử lý đồ họa chỉ là một loại tác vụ tính toán lặp lại và song song lớn. Các tác vụ khác như khai thác bitcoin và dò mật khẩu dựa trên cùng loại tập dữ liệu khổng lồ và phép toán đơn giản. Đó là lý do有人 dùng GPU chạy tác vụ không phải đồ họa. Điều này gọi là "GPU computation".