وحدة المعالجة المركزية مقابل GPU
وحدة المعالجة المركزية ، اختصار لوحدة المعالجة المركزية ، هي عقل نظام الحوسبة الذي ينفذ "الحسابات" المعطاة كتعليمات من خلال برنامج كمبيوتر. لذلك ، فإن امتلاك وحدة المعالجة المركزية لا يكون ذا مغزى إلا عندما يكون لديك نظام حوسبة "قابل للبرمجة" (بحيث يمكنه تنفيذ التعليمات) ويجب أن نلاحظ أن وحدة المعالجة المركزية هي وحدة المعالجة "المركزية" ، وهي الوحدة التي تتحكم في الوحدات الأخرى / أجزاء من نظام الحوسبة. في سياق اليوم ، توجد وحدة المعالجة المركزية عادةً في شريحة سيليكون واحدة تُعرف أيضًا باسم المعالج الدقيق. من ناحية أخرى ، تم تصميم GPU ، وهو اختصار لوحدة معالجة الرسومات ، لتفريغ مهام معالجة الرسومات المكثفة حسابيًا من وحدة المعالجة المركزية.الهدف النهائي لمثل هذه المهام هو عرض الرسومات على وحدة عرض مثل الشاشة. نظرًا لأن مثل هذه المهام معروفة ومحددة جيدًا ، فإنها لا تحتاج إلى برمجتها بشكل أساسي ، بالإضافة إلى أن هذه المهام متوازية بطبيعتها بسبب طبيعة وحدات العرض. مرة أخرى ، في السياق الحالي ، بينما توجد وحدات معالجة الرسومات الأقل قدرة عادةً في نفس شريحة السيليكون حيث تجد وحدة المعالجة المركزية (يُعرف هذا الإعداد باسم GPU المتكامل) ، توجد وحدات معالجة الرسومات الأكثر قدرة وقوة في شريحة السيليكون الخاصة بهم ، عادة على PCB منفصل (لوحة الدوائر المطبوعة).
ما هي وحدة المعالجة المركزية؟
يُستخدم مصطلح وحدة المعالجة المركزية في أنظمة الحوسبة لأكثر من خمسة عقود حتى الآن ، وكانت وحدة المعالجة الوحيدة في أجهزة الكمبيوتر المبكرة حتى تم إدخال وحدات المعالجة "الأخرى" (مثل وحدات معالجة الرسومات) لاستكمال قوة المعالجة الخاصة بها. المكونان الرئيسيان لوحدة المعالجة المركزية هما وحدة المنطق الحسابي (المعروفة أيضًا باسم ALU) ووحدة التحكم (المعروفة أيضًا باسم CU). تعد وحدة ALU الخاصة بوحدة المعالجة المركزية مسؤولة عن العمليات الحسابية والمنطقية لنظام الحوسبة ، وتكون وحدة التحكم المركزية (CU) مسؤولة عن جلب برنامج التعليمات من الذاكرة وفك تشفيرها وتوجيه الوحدات الأخرى مثل ALU لتنفيذ التعليمات.لذلك ، فإن وحدة التحكم في وحدة المعالجة المركزية هي المسؤولة عن جعل وحدة المعالجة المركزية هي وحدة المعالجة "المركزية". CU لجلب التعليمات من الذاكرة ، يجب تخزين التعليمات كبرامج في الذاكرة ، وبالتالي ، يُعرف نظام التعليمات هذا أيضًا باسم "البرامج المخزنة". سيكون من الواضح أن CU لن تنفذ التعليمات ، ولكنها ستسهل الأمر نفسه من خلال التواصل مع الوحدات الصحيحة مثل ALU.
ما هو GPU (ويعرف أيضًا باسم VPU)؟
تم تقديم مصطلح وحدة معالجة الرسومات (GPU) في أواخر التسعينيات من قبل NVIDIA ، شركة تصنيع GPU ، التي ادعت أنها قامت بتسويق أول GPU في العالم (GeForce256) في عام 1999. وفقًا لـ Wikipedia ، في وقت GeForce256 ، عرفت NVIDIA GPU على النحو التالي: "معالج أحادي الرقاقة مزود بمحركات تحويل وإضاءة وإعداد / قص مثلثات متكاملة قادرة على معالجة ما لا يقل عن 10 ملايين مضلع في الثانية". بعد ذلك بعامين ، أصدرت شركة ATI Graphics المنافسة لشركة NVIDIA ، وهي شركة أخرى مماثلة ، معالجًا مشابهًا (Radeon300) بمصطلح VPU لوحدة المعالجة المرئية.ومع ذلك ، فمن الواضح أن مصطلح GPU أصبح أكثر شيوعًا من مصطلح VPU.
اليوم يتم نشر وحدات معالجة الرسومات في كل مكان ، كما هو الحال في الأنظمة المضمنة ، والهواتف المحمولة ، وأجهزة الكمبيوتر الشخصية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، ووحدات التحكم في الألعاب. تُعد وحدات معالجة الرسومات الحديثة قوية للغاية في معالجة الرسومات ، وهي قابلة للبرمجة بحيث يمكن تكييفها مع المواقف والتطبيقات المختلفة. ومع ذلك ، حتى الآن ، تتم برمجة وحدات معالجة الرسومات النموذجية في المصنع من خلال ما يعرف بالبرامج الثابتة. بشكل عام ، تعد وحدات معالجة الرسومات أكثر فاعلية من وحدات المعالجة المركزية للخوارزميات حيث تتم معالجة كتل كبيرة من البيانات بشكل متوازٍ. من المتوقع ، لأن وحدات معالجة الرسومات مصممة للتعامل مع رسومات الكمبيوتر ، والتي هي متوازية للغاية في الطبيعة.
يوجد أيضًا هذا المفهوم الجديد المعروف باسم GPGPU (الحوسبة ذات الأغراض العامة على GPU) ، لاستخدام وحدات معالجة الرسومات لاستغلال توازي البيانات المتاحة في بعض التطبيقات (مثل المعلوماتية الحيوية) ، وبالتالي ، إجراء معالجة غير رسومية في وحدة معالجة الرسومات. ومع ذلك ، لا يتم النظر فيها في هذه المقارنة.
ما هو الفرق بين CPU و GPU؟• في حين أن السبب وراء نشر وحدة المعالجة المركزية هو العمل كعقل لنظام الحوسبة ، يتم تقديم GPU كوحدة معالجة تكميلية تتعامل مع معالجة ومعالجة الرسومات المكثفة التي تتطلبها مهمة عرض الرسومات على وحدات العرض. • بطبيعتها ، معالجة الرسومات متوازية بطبيعتها ، وبالتالي يمكن موازنتها بسهولة وتسريعها. • في عصر الأنظمة متعددة النواة ، تم تصميم وحدات المعالجة المركزية باستخدام عدد قليل من النوى التي يمكنها التعامل مع عدد قليل من خيوط البرامج ، والتي يمكن استغلالها في برنامج تطبيق (التعليمات والتوازي على مستوى مؤشر الترابط). تم تصميم وحدات معالجة الرسومات بمئات النوى ، للاستفادة من التوازي المتاح. |
