CPU 与 GPU 对比:充分发挥两者的性能1

中央处理器 (CPU) 和图形处理器 (GPU) 是基本的计算引擎。但是,随着计算需求的发展,人们并不总是明白 CPU 和 GPU 之间的区别以及哪种工作负载最适合它们。

了解何时依赖 CPU、何时选择 GPU

  • CPU 和 GPU 均有独特的优势,能够在满足未来的计算需求中发挥不可或缺的作用。

  • GPU 是如今英特尔产品的重要组成部分,分为集成式 GPU 和独立式 GPU。

  • 虽然 CPU 依然至关重要,但不断增加的数据中心工作负载也可以从 GPU 中获益。

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无论用于深度学习应用程序、大规模并行处理、密集型 3D 游戏或其他要求严苛的工作负载,人们希望当今的系统可以执行比以往任何时候都要多的任务。中央处理单元 (CPU) 和图形处理单元 (GPU) 具有截然不同的作用。CPU 用于哪些方面?GPU 用于哪些方面?在购买新的计算机、比较规格时,了解两者的作用非常重要。

什么是 CPU?
CPU 由数百万个晶体管组成,可以有多个处理内核,通常被称为计算机的大脑。它是所有现代计算系统必不可少的组成部分,因为它执行计算机和操作系统所需的命令和流程。 在确定程序运行速度方面(从网页浏览到构建电子表格),CPU 也很重要。

什么是 GPU?
GPU 是由许多更小、更专业的内核组成的处理器。 在多个内核之间划分并执行一项处理任务时,通过协同工作,这些内核可以提供强大的性能。

CPU 与 GPU 有什么区别?
CPU 和 GPU 具有很多共同点。它们都是重要的计算引擎。都是基于芯片的微处理器。并且,两者都处理数据。但是 CPU 和 GPU 具有不同的架构,构建的目的也不同。

CPU 适用于一系列广泛的工作负载,特别是那些对于延迟和单位内核性能要求较高的工作负载。作为强大的执行引擎,CPU 将它数量相对较少的内核集中用于处理单个任务,并快速将其完成。这使它尤其适合用于处理从串行计算到数据库运行等类型的工作。

GPU 最初是作为专门用于加速特定 3D 渲染任务的 ASIC 开发而成的。随着时间的推移,这些功能固定的引擎变得更加可编程化、更加灵活。尽管图形处理和当下视觉效果越来越真实的顶级游戏仍是 GPU 的主要功能,但同时,它也已经演化为用途更普遍的并行处理器,能够处理越来越多的应用程序。

什么是集成显卡?
集成或共享显卡内置在 CPU 所处的同一个芯片上。与依赖于专用或独立显卡的 CPU 相比,某些 CPU 可以配备内置式 GPU。集成显卡有时也被称为集成显卡处理器 (IGP),与 CPU 共享内存。

集成显卡处理器具有多种优势。与专用显卡处理器相比,它们与 CPU 的集成使其具有空间、成本和能源效率优势。 它们能够为常见任务(例如网页浏览、4K 电影流式传输和休闲游戏)处理显卡相关数据和指令。

这种方法最常用于紧凑尺寸和讲求能源效率的设备,例如笔记本电脑、平板电脑、智能手机和某些台式机。

加速深度学习和人工智能
当今的 GPU 运行越来越多的工作负载,例如深度学习和人工智能 (AI)。对于具有多个神经网络层或对大量特定数据集(例如 2D 图像)进行的深度学习训练,GPU 或其他加速器是理想的选择。

深度学习算法经过调整,可以采用 GPU 加速方法,大幅提升了性能,并首次将多个现实世界问题的训练带到了可行的范围内。

CPU 以及在 CPU 上运行的软件库随着时间推移而不断演进,执行深度学习任务的能力也大大提高。例如,通过广泛的软件优化以及添加专用人工智能硬件(例如最新英特尔® 至强® 可扩展处理器中的英特尔® 深度学习加速),基于 CPU 的系统在深度学习性能方面有所提升。

对于许多应用程序,例如对语言、文本和时间序列数据进行基于高清图像、3D 图像和非图像的深度学习,CPU 可以大放异彩。对于复杂模型或深度学习应用程序(例如,2D 图像检测),与当今最强大的 GPU 相比,CPU 可以支持大得多的内存容量。

CPU 与 GPU 的组合以及充足的 RAM 为深度学习和人工智能提供了出色的测试平台。

数十年来在 CPU 开发领域处于领导地位
自 1971 年推出 4004(首款完全集成到单芯片中的商用微处理器)以来,英特尔在 CPU 创新方面拥有悠久的历史。

当今的英特尔® CPU 让您可以在您熟知的 x86 架构上、在您需要的地方构建您所需的人工智能。从数据中心和云端的高性能英特尔® 至强® 可扩展处理器到位于边缘的节能英特尔® 酷睿™ 处理器,英特尔提供了可以满足任何需求的 CPU。

第十一代英特尔® 酷睿™ 处理器的智能性能
第十一代英特尔® 酷睿™ 处理器利用英特尔的精致处理技术和重新设计的内核架构、全新的显卡架构以及内置式人工智能指令,智能地提供了经过优化的性能和体验。

采用第十一代英特尔® 酷睿™ 处理器的系统具有最新的英特尔® 锐炬® Xe 显卡。某些外形尺寸单元(例如超薄笔记本电脑)还将包含首款采用英特尔® Xe 架构的独立图形处理单元 (GPU)。借助英特尔® 锐炬® Xe MAX 专用显卡,轻薄型笔记本电脑取得了巨大飞跃,还可以获得更强大的性能和新功能,带来更优的内容创作和游戏体验。

英特尔® 锐炬® Xe 显卡具有采用英特尔® 深度学习加速的人工智能,带来更好的内容创作以及照片和视频编辑体验,还具有低功耗架构,延长电池续航时间,方便进行设计和多任务处理。

英特尔® 独立 GPU
英特尔提供两个基于英特尔® Xe 架构的独立 GPU 选件。

英特尔® 锐炬® Xe MAX 显卡是第一款基于英特尔® Xe 架构面向轻薄型笔记本电脑的独立图形处理单元 (GPU)。经过优化,可与第十一代智能英特尔® 酷睿™ 处理器配合使用,让您获得更强大的性能和新的功能,从而提升内容创作和游戏体验。

英特尔® Server GPU 是一款基于新型英特尔® Xe 架构、面向数据中心的独立图形处理单元。英特尔® Server GPU 旨在实现指数级扩展,将 Android 游戏、媒体转码/编码和互联网电视 (OTT) 视频流媒体体验提升至新高度。

如今已不存在 CPU 与 GPU 对比的问题。相比以往,您更需要同时利用两者来满足各种计算需求。使用正确的工具完成工作,便可取得最佳的效果。

从 CPU 与 GPU 对比到 CPU 与 GPU 并行

无论您希望增强游戏体验还是探索深度学习或大规模并行处理,英特尔® 处理器都可以提供您所需的 CPU 性能和集成 GPU 能力,以获得卓越的计算体验。

系列的最新成员

借助第十一代英特尔® 酷睿™ 处理器,您可以快速、无缝地工作、玩游戏和创作。

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产品和性能信息

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基准性能测试结果均在实施近期软件补丁和固件更新(旨在解决称为“幽灵”和“熔断”所造成的漏洞)之前完成。实施这些更新后,这些结果可能会不适用于您的设备或系统。

性能因用途、配置和其他因素而异。请访问 www.Intel.cn/PerformanceIndex 了解更多信息。