一張圖看懂GPU計算能力超強的原因是什么
下圖對CPU與GPU中的邏輯架構(gòu)進行了對比。其中Control是控制器、ALU算術(shù)邏輯單元、Cache是cpu內(nèi)部緩存、DRAM就是內(nèi)存?？梢钥吹紾PU設(shè)計者將更多的晶體管用作執(zhí)行單元，而不是像CPU那樣用作復(fù)雜的控制單元和緩存。從實際來看，CPU芯片空間的5%是ALU，而GPU空間的40%是ALU。這也是導(dǎo)致GPU計算能力超強的原因。
那有人講了，為什么cpu不像gpu那樣設(shè)計呢，這樣計算能力也強悍了！
為什么？CPU要做得很通用。CPU需要同時很好的支持并行和串行操作，需要很強的通用性來處理各種不同的數(shù)據(jù)類型，同時又要支持復(fù)雜通用的邏輯判斷，這樣會引入大量的分支跳轉(zhuǎn)和中斷的處理。這些都使得CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，計算單元的比重被降低了。而GPU面對的則是類型高度統(tǒng)一的、相互無依賴的大規(guī)模數(shù)據(jù)和不需要被打斷的純凈的計算環(huán)境。因此GPU的芯片比CPU芯片簡單很多。
舉個例子，假設(shè)有一堆相同的加減乘除計算任務(wù)需要處理，那把這個任務(wù)交給一堆（幾十個）小學(xué)生就可以了，這里小學(xué)生類似于GPU的計算單元，而對一些復(fù)雜的邏輯推理等問題，比如公式推導(dǎo)、科技文章寫作等高度邏輯化的任務(wù)，交給小學(xué)生顯然不合適，這時大學(xué)教授更適合，這里的大學(xué)教授就是CPU的計算單元了，大學(xué)教授當(dāng)然能處理加減乘除的問題，單個教授計算加減乘除比單個小學(xué)生計算速度更快，但是成本顯然高很多。