(9)--CPU 和 GPU 的区别是什么.doc
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1、CPU 和 GPU 的区别是什么CPU和GPU之所以大不相同,是由于其设计目标的不同,它们分别针对了两种不同的应用场景。CPU需要很强的通用性来处理各种不同的数据类型,同时又要逻辑判断又会引入大量的分支跳转和中断的处理。这些都使得CPU的内部结构异常复杂。而GPU面对的则是类型高度统一的、相互无依赖的大规模数据和不需要被打断的纯净的计算环境。于是CPU和GPU就呈现出非常不同的架构(示意图):图片来自nVidia CUDA文档。其中绿色的是计算单元,橙红色的是存储单元,橙黄色的是控制单元。GPU采用了数量众多的计算单元和超长的流水线,但只有非常简单的控制逻辑并省去了Cache。而CPU不仅被C
2、ache占据了大量空间,而且还有复杂的控制逻辑和诸多优化电路,相比之下计算能力只是CPU很小的一部分从上图可以看出:Cache, local memory: CPU GPU Threads(线程数): GPU CPURegisters: GPU CPU 多寄存器可以支持非常多的Thread,thread需要用到register,thread数目大,register也必须得跟着很大才行。SIMD Unit(单指令多数据流,以同步方式,在同一时间内执行同一条指令): GPU CPU。 CPU 基于低延时的设计:CPU有强大的ALU(算术运算单元),它可以在很少的时钟周期内完成算术计算。当今的CPU
3、可以达到64bit 双精度。执行双精度浮点源算的加法和乘法只需要13个时钟周期。CPU的时钟周期的频率是非常高的,达到1.5323gigahertz(千兆HZ, 10的9次方).大的缓存也可以降低延时。保存很多的数据放在缓存里面,当需要访问的这些数据,只要在之前访问过的,如今直接在缓存里面取即可。复杂的逻辑控制单元。当程序含有多个分支的时候,它通过提供分支预测的能力来降低延时。数据转发。 当一些指令依赖前面的指令结果时,数据转发的逻辑控制单元决定这些指令在pipeline中的位置并且尽可能快的转发一个指令的结果给后续的指令。这些动作需要很多的对比电路单元和转发电路单元。 GPU是基于大的吞吐量
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