تفاوت بین پردازنده مرکزی (CPU) و پردازنده گرافیکی (GPU)

قطعات CPU و GPU هر دو اجزای مهم سیستم‌های محاسباتی هستند اما وظایف متفاوتی به آنها محول شده است. CPU دارای چند هسته قدرتمند است که برای پردازش ترتیبی عمومی طراحی شده‌اند. GPU دارای هسته‌های کوچک زیادی است که به طور خاص برای کارهایی مانند رندر گرافیکی و محاسبات موازی طراحی شده‌اند.

پردازنده مرکزی (CPU) چیست؟

واحد پردازش مرکزی ( CPU ) معمولاً به عنوان مغز کامپیوتر شناخته می‌شود. این یک پردازنده معمولی یا عمومی است که برای طیف وسیعی از عملیات از جمله دستورالعمل‌های سیستم به برنامه‌ها استفاده می‌شود. CPUها برای پردازش سریال با کارایی بالا طراحی شده‌اند، به این معنی که آنها برای انجام حجم زیادی از وظایف متوالی مناسب هستند. آنها همچنین در پردازش چند رشته‌ای و موازی برای انواع مختلف حجم کار، بسته به تعداد هسته‌ها و رشته‌ها، عالی عمل می‌کنند.

مزایای پردازنده مرکزی

• تطبیق‌پذیری: پردازنده‌ها قادر به انجام وظایف مختلفی هستند، از جمله سیستم‌عامل‌ها و نرم‌افزارهای کاربردی. 
• عملکرد تک رشته‌ای: پردازنده‌های اینتل در عملیات تک رشته‌ای، از جمله تایپ کردن یا وبگردی، بیشترین کارایی را دارند. 
• چندوظیفگی: پردازنده‌ها می‌توانند به دلیل تخصیص رشته‌ها به چندین وظیفه، چندین برنامه را به طور همزمان اجرا کنند.

معایب پردازنده مرکزی

• موازی‌سازی محدود: اگرچه پردازنده‌های فعلی و آینده از چندین هسته (تا ۶۴ یا بیشتر) بهره می‌برند، اما ساختار آنها نمی‌تواند به طور مؤثر از موازی‌سازی در بزرگترین مقیاس استفاده کند، و این واقعیت را نیز نباید فراموش کرد که آنها برای موازی‌سازی محاسباتی مانند رندر گرافیکی سه‌بعدی یا شبکه‌های عصبی عمیق طراحی شده‌اند.
• مصرف انرژی: در حالی که پردازنده‌های با کارایی بالا برق قابل توجهی مصرف می‌کنند، بسیاری از آنها با حالت‌ها و فناوری‌های کم‌مصرف طراحی شده‌اند (به عنوان مثال، SpeedStep اینتل و Cool’n’Quiet ای‌ام‌دی).

پردازنده گرافیکی (GPU) چیست؟ 

واحد پردازش گرافیک (GPU) برای پردازش موازی طراحی شده است و از حافظه اختصاصی به نام VRAM (رم ویدیویی) استفاده می‌کند. آنها برای انجام هزاران عملیات به طور همزمان برای کارهایی مانند رندر تصاویر، رندر سه بعدی، پردازش ویدیو و اجرای مدل‌های یادگیری ماشین طراحی شده‌اند . این واحد حافظه جداگانه‌ای از رم سیستم دارد که به آنها امکان می‌دهد وظایف پیچیده و پربازده مانند رندر و پردازش هوش مصنوعی را به طور کارآمد انجام دهند.

مزایای پردازنده گرافیکی (GPU)

• پردازش موازی: یکی از ویژگی‌های متمایز اصلی پردازنده‌های گرافیکی، تطبیق‌پذیری در چندوظیفگی است. به همین دلیل، استراتژی‌های آن به بهترین وجه در برنامه‌های «خرد کردن داده‌ها»ی بزرگ که شامل محاسبات تکراری و موارد دیگر مانند یادگیری عمیق، شبیه‌سازی‌های علمی و رندر ویدیو هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• توان عملیاتی بالا: این دستگاه‌ها هسته‌های زیادی دارند، پردازنده‌های گرافیکی (GPU) تراکم محاسباتی بسیار خوبی را برای برنامه‌هایی مانند محاسبات ماتریسی و تفسیر تصویر ارائه می‌دهند. 
• رندرینگ گرافیک: پردازنده‌های گرافیکی (GPU) برای هدف خود که رندر تصاویر و گرافیک با کیفیت است، بسیار منحصر به فرد هستند و عاملی سودآور در بازی، ویرایش ویدیو و سایر شبیه‌سازی‌های گرافیکی محسوب می‌شوند.

معایب پردازنده گرافیکی (GPU)

• همه‌کاره نبودن: برخلاف CPUها، GPUها همه‌کاره نیستند و نمی‌توان از آنها برای کارهایی که نیاز به پردازش دارند، مانند سیستم‌عامل‌ها یا برنامه‌های روزمره، استفاده کرد. 
• مصرف برق: پردازنده‌های گرافیکی (GPU) به ویژه مدل‌های با کارایی بالا، مصرف برق بالایی دارند. آن‌ها برای پردازش داده‌ها از برق استفاده می‌کنند و گرما تولید می‌کنند، از این رو باید فوراً خنک شوند.
• هزینه: پردازنده‌های گرافیکی رده بالا برای کارهای حرفه‌ای (مثلاً NVIDIA A100، RTX 4090) گران هستند، بسیاری از پردازنده‌های گرافیکی میان‌رده برای کارهای محاسباتی و بازی سبک مقرون‌به‌صرفه و مؤثر هستند.

تفاوت بین پردازنده مرکزی (CPU) و پردازنده گرافیکی (GPU)

..