GPU是替代不了CPU的,同樣,CPU也替代不了GPU。如果形象點理解,GPU就像一群螞蟻,這些螞蟻都做著同樣的事,而CPU就像一只猴子,這只猴子做著各種不同的事。從根本上說CPU和GPU它們的目的不同,且有不同側重點,也有著不同的性能特性,在某些工作中CPU執(zhí)行得更快,另一工作中或許GPU能更好。
當你需要對大量數(shù)據(jù)做同樣的事情時,GPU更合適,當你需要對同一數(shù)據(jù)做很多事情時,CPU正好。
然而在實際應用中,后一種情形更多,也就是CPU更為靈活能勝任更多的任務。GPU能做什么?關于圖形方面的以及大型矩陣運算,如機器學習算法、挖礦、暴力破解密碼等,GPU會有所幫助。
簡單地說,CPU擅長分支預測等復雜操作,GPU擅長對大量數(shù)據(jù)進行簡單操作。一個是復雜的勞動,一個是大量并行的工作。
其實GPU可以看作是一種專用的CPU,專為單指令在大塊數(shù)據(jù)上工作而設計,這些數(shù)據(jù)都是進行相同的操作。
要知道處理一大塊數(shù)據(jù)比處理一個一個數(shù)據(jù)更有效,執(zhí)行指令開銷也會大大降低,因為要處理大塊數(shù)據(jù),意味著需要更多的晶體管來并行工作,現(xiàn)在旗艦級顯卡都是百億以上的晶體管。
CPU呢,它的目的是盡可能快地在單個數(shù)據(jù)上執(zhí)行單個指令。由于它只需要使用單個數(shù)據(jù)單條指令,因此所需的晶體管數(shù)量要少得多。
目前主流桌面CPU晶體管都是十億以下,和頂級GPU相差十倍以上,但它需要更大的指令集,更復雜的ALU(算術邏輯單元),更好的分支預測,更好的虛擬化架構、更低的延遲等等。
另外,像我們的操作系統(tǒng)Windows,它是為x86處理器編寫的,它需要做的任務執(zhí)行的進程,在CPU上肯定更為高效,你想每個線程的任務并不相同,基本上難以并行化,完全發(fā)揮不了GPU的長處。
那么,可以預見在未來,隨著CPU進一步強化處理數(shù)據(jù)塊的能力,我們將看到CPU和GPU架構之間的融合,而且隨著制造技術的進步和芯片的縮小,GPU也可以承擔更復雜的指令。