En las computadoras, hay dos procesadores separados, una CPU y una GPU. Un procesador, o unidad central de procesamiento, es el núcleo principal de una computadora, procesa la gran mayoría de los datos necesarios para ejecutar la computadora. Una unidad de procesamiento de gráficos o GPU es un procesador secundario que se utiliza principalmente para el procesamiento de gráficos.
Diseño de procesador
Un procesador está diseñado con un número relativamente bajo de núcleos de procesamiento, con énfasis en el procesamiento en serie de baja latencia. Esto significa que los procesadores están diseñados para realizar una serie de tareas lo más rápido posible. El advenimiento de los procesadores de múltiples núcleos les ha permitido realizar múltiples operaciones simultáneamente, donde la carga de trabajo lo permite.
En el caso de un procesador multinúcleo, las aplicaciones pueden beneficiarse de la ejecución simultánea de varios pasos para su lógica. Esto puede proporcionar una velocidad de procesamiento duplicada o superior, dependiendo del número de núcleos y si la lógica del programa puede aprovecharlos todos.
En muchos casos, la lógica de un solo proceso debe completarse en orden y no se puede paralelizar en varios núcleos de procesador. En este caso, todavía se puede ver un aumento en la velocidad en un procesador de un solo núcleo porque el programa puede tener un núcleo de procesamiento dedicado, en lugar de tener que compartir el recurso con el resto del sistema.
Diseño de GPU
Una GPU está diseñada con un número mucho mayor de núcleos y normalmente funciona a velocidades más bajas, principalmente por motivos de gestión del calor. La gran cantidad de núcleos de procesamiento se debe al hecho de que las GPU están optimizadas para el procesamiento en paralelo y un rendimiento muy alto.
Las GPU se utilizan generalmente para renderizar gráficos, especialmente en videojuegos. En este escenario, una GPU debe renderizar una escena completa varias veces por segundo para que el experimento funcione. La potencia de procesamiento necesaria para procesar elementos gráficos individuales es relativamente baja, pero deben ejecutarse miles de procesos por fotograma, y luego se necesitan docenas de fotogramas por segundo.
CPU y GPU en computadoras
Todas las computadoras tienen algún tipo de GPU porque se requiere para mostrar cualquier cosa en la pantalla. En los sistemas de presupuesto y algunos de nivel medio, esta tarea generalmente se realiza mediante un chip gráfico integrado de potencia relativamente baja. Este chip está integrado en el procesador, pero utiliza sus propios núcleos de procesamiento para realizar cargas de trabajo de gráficos.
En computadoras más potentes, especialmente aquellas diseñadas para cargas de trabajo de gráficos, el procesador GPU está separado en una tarjeta gráfica separada. En esta configuración, hay más espacio para más núcleos y otros componentes. Además, la separación de las dos fuentes de calor primarias permite un mejor enfriamiento de ambas, lo que aumenta aún más las velocidades.
Las GPU discretas también se pueden usar para tareas distintas al procesamiento de gráficos, ya que algunas cargas de trabajo también son adecuadas para el alto rendimiento y el paralelismo de una GPU. El aprendizaje automático y algunas cargas de trabajo científicas generalmente se realizan en GPU, por ejemplo.