CPE proti GPE
CPU, akronim za centralno procesno enoto, so možgani računalniškega sistema, ki izvajajo »izračune«, podane kot navodila prek računalniškega programa. Zato je imeti CPE smiselno le, če imate računalniški sistem, ki je "programabilen" (tako da lahko izvaja navodila) in upoštevati moramo, da je CPE "centralna" procesna enota, enota, ki nadzoruje druge enote/ deli računalniškega sistema. V današnjem kontekstu je CPE običajno nameščen v enem silicijevem čipu, znanem tudi kot mikroprocesor. Po drugi strani pa je GPU, akronim za grafično procesno enoto, zasnovan za razbremenitev računalniško intenzivnih nalog obdelave grafike s CPE. Končni cilj takih nalog je projiciranje grafike na prikazovalno enoto, kot je monitor. Glede na to, da so tovrstna opravila dobro poznana in specifična, jih v bistvu ni treba programirati, poleg tega pa so tovrstna opravila zaradi narave prikazovalnih enot sama po sebi vzporedna. Še enkrat, v trenutnem kontekstu, medtem ko so manj zmogljivi grafični procesorji običajno nameščeni v istem silicijevem čipu, kjer najdete CPE (ta nastavitev je znana kot integrirani grafični procesor), so zmogljivejši in zmogljivejši grafični procesorji v svojem lastnem silicijevem čipu, običajno na ločenem PCB (tiskanem vezju).
Kaj je CPE?
Izraz CPE se v računalniških sistemih uporablja že več kot pet desetletij in je bil edina procesna enota v zgodnjih računalnikih, dokler niso bile uvedene »druge« procesne enote (kot so GPE), ki so dopolnile njegovo procesorsko moč. Dve glavni komponenti CPE-ja sta njegova aritmetično-logična enota (aka ALU) in krmilna enota (aka CU). ALU CPE je odgovoren za aritmetične in logične operacije računalniškega sistema, CU pa je odgovoren za pridobivanje programa navodil iz pomnilnika, njihovo dekodiranje in ukazovanje drugim enotam, kot je ALU, za izvajanje navodil. Zato je krmilna enota CPE odgovorna za to, da je CPE postal "centralna" procesna enota. CU za pridobivanje navodil iz pomnilnika morajo biti navodila shranjena kot programi v pomnilniku, zato je tak sistem ukazov znan tudi kot "shranjeni programi". Jasno bi bilo, da CU ne bo izvajal navodil, ampak jih bo olajšal s komunikacijo s pravimi enotami, kot je ALU.
Kaj je GPU (tudi VPU)?
Izraz grafična procesna enota (GPU) je v poznih devetdesetih letih uvedla NVIDIA, podjetje za proizvodnjo grafičnih procesorjev, ki je trdilo, da je leta 1999 tržilo prvi grafični procesor na svetu (GeForce256). Glede na Wikipedijo, v času GeForce256, je NVIDIA definirala GPU kot naslednje: "procesor z enim čipom z integriranimi motorji za transformacijo, osvetlitev, nastavitev/izrezovanje trikotnikov in upodabljanje, ki je sposoben obdelati najmanj 10 milijonov poligonov na sekundo". Nekaj let pozneje je NVIDIA-in tekmec ATI Graphics, drugo podobno podjetje, izdalo podoben procesor (Radeon300) z izrazom VPU za Visual Processing Unit. Vendar pa je jasno, da je izraz GPU postal bolj priljubljen kot izraz VPU.
Danes so GPE-ji nameščeni povsod, na primer v vgrajenih sistemih, mobilnih telefonih, osebnih računalnikih in prenosnikih ter igralnih konzolah. Sodobni grafični procesorji so izjemno zmogljivi pri upravljanju grafike in jih je mogoče programirati, tako da jih je mogoče prilagoditi različnim situacijam in aplikacijam. Vendar pa so tipični grafični procesorji že zdaj programirani v tovarni s tako imenovano strojno programsko opremo. Na splošno so grafični procesorji učinkovitejši od procesorjev za algoritme, pri katerih se obdelava velikih blokov podatkov izvaja vzporedno. Pričakovano, saj so grafični procesorji zasnovani za upravljanje računalniške grafike, ki je po naravi izjemno vzporedna.
Obstaja tudi ta nov koncept, znan kot GPGPU (Splošno namensko računalništvo na GPU), za uporabo GPE-jev za izkoriščanje vzporednosti podatkov, ki je na voljo v nekaterih aplikacijah (kot je bioinformatika), in s tem izvajanje negrafične obdelave v GPU. Vendar v tej primerjavi niso upoštevani.
Kakšna je razlika med CPE in GPE?• Medtem ko je razlog za uvedbo CPE ta, da deluje kot možgani računalniškega sistema, je GPE uveden kot dopolnilna procesna enota, ki obravnava računalniško intenzivno grafično obdelavo in obdelavo, ki jo zahteva naloga projiciranje grafike na prikazovalne enote. • Po naravi je obdelava grafike sama po sebi vzporedna in jo je zato mogoče enostavno vzporediti in pospešiti. • V dobi večjedrnih sistemov so procesorji zasnovani z le nekaj jedri, ki zmorejo nekaj programskih niti, ki jih je mogoče izkoristiti v aplikacijskem programu (paralelizem na ravni navodil in niti). GPE-ji so zasnovani s stotinami jeder, da izkoristijo razpoložljivi paralelizem. |
