Banyak pengguna yang sering melihat CPU dan GPU dalam bahasa Inggris saat membeli komputer, notebook atau ponsel. Padahal mereka adalah perangkat keras inti dalam perangkat komputasi.
Komputer adalah salah satu perangkat elektronik yang biasa digunakan dalam kehidupan dan pekerjaan kita, relatif akrab, dan relatif jelas tentang cpu perangkat keras komputer. Tetapi ketika berbicara tentang gpu, banyak orang yang relatif asing. Jadi apa itu gpu? Apa perbedaan antara gpu dan cpu? Seri kecil berikut akan memperkenalkan kepada Anda apa perbedaan antara gpu dan cpu.
Pengertian CPU Dan GPU
1. CPU
CPU (Central Processing Unit) adalah sirkuit terpadu berskala besar yang merupakan inti komputasi (Core) dan inti kontrol (Control Unit) dari sebuah komputer. Fungsinya terutama untuk menafsirkan instruksi komputer dan memproses data dalam perangkat lunak komputer.
Prinsip Desain CPU
Karena CPU melibatkan komputasi tujuan umum, kompleksitasnya tinggi, dan diringkas menjadi sejumlah kecil perhitungan kompleks
- Membutuhkan sedikit unit operasi dan kemampuan operasi logika yang kuat Dapat dipahami sebagai 4 ahli yang dapat mengerjakan soal rumit dalam penjumlahan dan pengurangan.
- Unit kontrol yang memadai diperlukan untuk mewujudkan kontrol data yang kompleks dan penerusan data
- Unit cache yang cukup diperlukan untuk menyimpan beberapa hasil yang dihitung, atau data yang akan segera digunakan
2. GPU
GPU (Graphics Processing Unit) adalah mikroprosesor yang didedikasikan untuk komputasi gambar pada komputer pribadi, workstation, konsol game dan beberapa perangkat seluler (seperti komputer tablet, ponsel pintar, dll.).
Prinsip desain GPU
Diringkas sebagai sejumlah operasi sederhana
- Sejumlah besar unit operasi: bertanggung jawab untuk perhitungan sederhana dan kasar, tidak pandai dalam masalah rumus matematika, tetapi dia pandai dalam masalah desain.
- Sejumlah kecil unit kontrol dan unit cache: terutama bertanggung jawab untuk menggabungkan dan meneruskan data, permintaan untuk kedua blok ini kecil, sehingga menempati ruang kecil di GPU
Baca juga : Komponen Komputer Mana Yang Lebih Penting CPU Atau VGA ?
Perbedaan Antara CPU Dan GPU
1. Cache
CPU memiliki banyak struktur cache. Saat ini, chip CPU mainstream memiliki cache L4. Struktur cache ini menggunakan banyak transistor dan membutuhkan banyak daya saat dijalankan.
Saat ini Cache GPU sangat sederhana, chip GPU mainstream memiliki paling banyak hanya memiliki dua lapisan cache. GPU dapat menggunakan ruang dan konsumsi energi pada transistor untuk membentuk unit ALU, sehingga GPU lebih efisien daripada CPU. Baca juga Pengetahuan Dasar CPU Memahami Arsitektur Core Thread Dan Cache.
2. Metode Respons
CPU membutuhkan respons waktu nyata (Real Time) dan kecepatan satu tugas sangat tinggi, sehingga perlu menggunakan banyak lapisan cache untuk memastikan kecepatan satu tugas.
GPU mengatur semua tugas dan kemudian mengelompokkannya dan persyaratan untuk cache relatif rendah.
3. Metode Floating-point
Selain bertanggung jawab untuk operasi pembentukan floating-point, CPU memiliki banyak beban set instruksi lainnya. Seperti decoding multimedia, decoding perangkat keras, dll, sehingga CPU serbaguna.
CPU berfokus pada kinerja single-threaded. Untuk memastikan bahwa aliran instruksi tidak terganggu, lebih banyak transistor dan konsumsi daya perlu dikonsumsi di bagian kontrol. Sehingga konsumsi daya yang dialokasikan oleh CPU dalam perhitungan floating-point akan berkurang.
GPU pada dasarnya hanya melakukan operasi floating-point, dan struktur desainnya sederhana, sehingga dapat dilakukan lebih cepat. GPU fokus pada throughput. Satu instruksi dapat mendorong lebih banyak kalkulasi. Dibandingkan dengan GPU, konsumsi daya di bagian kontrol lebih sedikit, sehingga sumber daya yang dihemat oleh daya dapat digunakan untuk kalkulasi floating-point.
4. Arah Aplikasi CPU Dan GPU
Aplikasi seperti sistem operasi yang menggunakan CPU perlu merespons informasi waktu nyata dengan cepat dan perlu dioptimalkan untuk latensi dengan baik. Sehingga jumlah transistor dan konsumsi energi perlu digunakan dalam prediksi cabang, out-of-order eksekusi, cache latensi rendah, dan bagian kontrol lainnya.
GPU cocok untuk operasi arsitektur dengan prediktabilitas yang sangat tinggi dan sejumlah besar operasi serupa, serta latensi tinggi dan throughput tinggi.
5. Membandingkan Jumlah Perhitungan
CPU: sedikit perhitungan, prinsip: hanya 4 unit operasi
GPU: perhitungan dalam jumlah besar, prinsip: ada 1000 unit komputasi
6. Perbandingan Kompleksitas Komputasi CPU Dan GPU
CPU: Ini dapat menghitung operasi yang kompleks, seperti integrasi dan diferensiasi, dan 4 unit operasi milik tingkat ahli
GPU: Hanya bisa menghitung soal aritmatika 1+1 sederhana dan tidak bisa menghitung diferensial dan integral kompleks.
7. Perbandingan Kecepatan Perhitungan Integral Tunggal Dan Turunan
CPU: Lebih cepat. Prinsip: Komputasi utas tunggal (seperti kontrol gerak robot), satu chip memiliki kinerja yang kuat, daya komputasi yang kuat, dan dapat menghitung
GPU: lebih lambat, bahkan mungkin tidak dapat menghitung
Prinsip: kinerja satu chip lemah, daya komputasi lemah, mungkin tidak dapat menghitung, atau sangat lambat
8. Perbandingan Kecepatan Perhitungan Untuk Masalah Aritmatika 1+1
CPU: Lebih lambat. Karena prinsip perhitungannya adalah: pertama hitung soal pertama, lalu hitung soal kedua, total waktunya adalah [T1+T2+T3>>>+T1000 (yaitu, akumulasi waktu yang digunakan oleh 1000 soal aritmatika])]
GPU: Sangat cepat. Karena prinsip perhitungannya adalah: 1000 soal aritmatika dapat dihitung pada saat yang bersamaan, dan waktu totalnya adalah [max(T1, T2, T3…T1000) (yaitu, waktu maksimum yang digunakan oleh 1000 soal aritmatika)]
9. Metafora Gambar CPU Dan GPU
CPU: Seperti profesor tua, integral dan diferensial dapat dihitung, tetapi gajinya tinggi. Seorang profesor tua dapat menghasilkan lebih dari 20 mahasiswa hebat. GPU menggunakan banyak unit komputasi sederhana untuk menyelesaikan sejumlah besar tugas komputasi.
GPU: Banyak komputasi, tetapi tidak terlalu teknis dan perlu diulang berkali-kali. Sama seperti jika Anda memiliki pekerjaan yang membutuhkan ratusan juta penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian dalam waktu 100 juta kali, cara terbaik adalah dengan mempekerjakan puluhan orang untuk melakukan perhitungan bersama dan satu orang melakukan perhitungan.
10. Skenario Yang Berlaku
CPU: Cocok untuk skenario komputasi yang memerlukan korelasi erat antara langkah komputasi sebelumnya dan berikutnya. Tugas-tugas ini melibatkan masalah aliran, dan langkah pertama harus dihitung terlebih dahulu,dan kemudian langkah kedua harus dihitung.
GPU: Sangat cocok untuk skenario komputasi di mana langkah-langkah komputasi sebelumnya dan berikutnya independen dan independen satu sama lain. Banyak masalah yang melibatkan banyak komputasi pada dasarnya memiliki fitur ini.
Baca juga Kesalahpahaman Perbedaan VGA DVI Dan HDMI
Kesimpulan
Sebelum munculnya GPU, CPU bertanggung jawab atas pekerjaan komputasi utama di komputer, termasuk pemrosesan multimedia. Arsitektur CPU adalah arsitektur serial yang kondusif untuk set instruksi X86, dan CPU dirancang untuk menyelesaikan tugas secepat mungkin.
Namun, cacat dari CPU yang dirancang seperti itu dalam pemrosesan multimedia juga jelas: komputasi multimedia biasanya membutuhkan kepadatan komputasi yang tinggi, beberapa utas bersamaan dan akses memori yang sering dan karena alas dalam arsitektur CISC (Complex Instruction Set Computer) di X86 platform Dengan jumlah terbatas, CPU tidak cocok untuk jenis pekerjaan ini.
Pabrikan yang diwakili oleh Intel telah melakukan banyak upaya untuk meningkatkan. Sejak 1999, mereka secara berturut-turut meluncurkan set instruksi ekstensi multimedia untuk platform X86 – versi SSE (Streaming SIMD Extensions) generasi pertama hingga keempat. Karena tingginya persyaratan komputasi dan efisiensi komputasi paralel, CPU tidak dapat memenuhi persyaratan pemrosesan yang sangat besar dari perangkat keras itu sendiri dan perubahan pada tingkat perangkat lunak saja tidak dapat memiliki efek mendasar. Di atas adalah pengenalan perbedaan antara CPU dan GPU yang dibagikan Labkom99. Semoga bermanfaat
