CPU vs. GPU:發揮兩者的最大效益1

中央處理器 (CPU) 和繪圖處理器 (GPU) 是基礎的運算引擎。但隨著運算需求的演變,CPU 和 GPU 之間的差異,以及各自適合搭配哪一種工作負載的答案便未必明確。

瞭解何時採用 CPU,何時選擇 GPU

  • CPU 與 GPU 分別具備獨特的優勢,因此在滿足未來的運算需求時皆是不可或缺的一環。

  • GPU 分為整合式 GPU 與獨立式 GPU,在現今 Intel 的產品中舉足輕重。

  • CPU 固然重要,但受惠於 GPU 的資料中心工作負載不斷增加。

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無論是針對深度學習應用程式、大型平行、密集的 3D 遊戲,還是其他繁重的工作負載,當今的系統都必須展現比以往優異的效能。中央處理器 (CPU) 與圖形處理器 (GPU) 的角色截然不同。CPU 的用途是什麼?GPU 的用途是什麼?物色新電腦及比較規格時,瞭解兩者的角色是關鍵。

CPU 是什麼?
CPU 由數百萬個電晶體打造而成,可能具有多個處理核心,通常被稱為電腦的大腦。CPU 對所有現代運算系統至關重要,因為它負責執行電腦與作業系統所需的指令與程序。 另外,CPU 是決定程式執行速度的關鍵,無論是瀏覽網頁還是製作試算表都會受到影響。

什麼是 GPU?
GPU 這種處理器則是由許多更小也更專業的核心所組成。 核心協力運作時效能強大,能夠將處理工作分配給許多核心處理。

CPU 與 GPU 之間的差異是什麼?
CPU 和 GPU 有很多共通點。兩者都是關鍵的運算引擎。兩者皆為已矽晶打造的微處理器。而且都能處理資料。但是,CPU 和 GPU 的架構非常不同,且是針對不同的目的而打造。

CPU 適合各式的工作負載,尤其是注重延遲時間或每顆核心的效能的工作負載。CPU 是強大的執行引擎,它會將其較少的核心數量用於個別工作上,並且專注於快速完成各項工作 因此,CPU 適合的工作類型非常多,包括一般計算和資料庫運行。

GPU 一開始是作為專門的 ASIC,為了加速特定的 3D 彩現工作而開發的。隨著時間過去,這些原本只具備特定功能的引擎變得可程式化且更靈活。雖然它們的主要功能還是遊戲影像以及現金熱門遊戲中愈來愈逼真的視覺效果, GPU 現在已經與過去不同,可以用作更為通用的平行處理器並支援各式各樣的用程式。

整合式顯示卡是什麼?
整合式顯示卡或共用顯示卡與 CPU 安裝於相同的晶片上。某些 CPU 可能內建 GPU,某些則是採用專用或獨立顯示卡。另外,它們有時又稱為 IGP 或整合式顯示處理器,與 CPU 共用記憶體。

整合式顯示處理器提供好幾項優勢。它們與 CPU 整合,相較於專用顯示處理器,在空間、成本與能源效率方面佔有優勢。 它們提供的效能,足以為瀏覽網頁、串流 4K 影片與休閒遊戲處理圖形相關資料與指令。

筆記型電腦、平板電腦、智慧型電腦及部分桌上型電腦這類講求輕巧與能源效率的裝置,最常採用這種方法。

加速深度學習與 AI
目前 GPU 執行的工作負載越來越多,例如深度學習與人工智慧 (AI)。 若為有多個神經網路層,或是針對 2D 影像這類大量資料集的深度學習訓練,GPU 或其他加速器便是理想的選擇。

深度學習演算法已適應使用 GPU 加速的方法,效能突飛猛進,進而讓好幾個真實世界的問題的訓練,首度得以付諸實行。

CPU 以及利用它們執行的軟體庫持續與時俱進,如今處理深度學習工作的能力更強。舉例而言,透過廣泛的軟體最佳化,以及專用的 AI 硬體問世,比方說最新 Intel® Xeon® 可擴充處理器中的 Intel® Deep Learning Boost (Intel® DL Boost),CPU 型系統在深度學習效能方面獲得了改善。

對於許多用途來說,CPU 的價值格外顯著,例如語言、文字和時間序列資料的高解析度 3D 非影像式深度學習。對於複雜的模型或深度學習用途(例如 2D 影像偵測),CPU 能夠支援的記憶體容量,甚至遠超過現今最頂尖的 GPU。

CPU 結合 GPU 再搭配足夠的 RAM,為深度學習與 AI 提供了絕佳的測試台。

數十年來在 CPU 開發方面的領導地位
Intel 最早在 1971 年引進 4004 這個第一款完全與單一晶片整合的商用微處理器,在 CPU 創新方面的歷史悠久。

現在,Intel® CPU 能讓您在 x86 架構上,隨心所欲在需要的位置打造 AI。無論是資料中心和雲端的高效能 Intel® Xeon® 可擴充處理器,還是邊緣的節能 Intel® Core™ 處理器,Intel 都提供了可以滿足任何需求的 CPU。

第 11 代 Intel® Core™ 處理器的智慧效能
第 11 代 Intel® Core™ 處理器採用 Intel 精密的程序技術與重新設計的核心架構、全新的顯示晶片架構,以及內建的 AI 指令,以智慧型的方式提供最佳化的效能與體驗。

搭載第 11 代 Intel® Core™ 處理器的系統,採用最新的整合式 Intel® Iris® Xe 顯示晶片。超薄筆記型電腦這類精選外型規格的裝置,也會採用 Intel Xe 架構技術支援的第一款獨立圖形處理器 (GPU)。有了 Intel® Iris® Xe MAX 專用顯示,輕薄筆記型電腦如虎添翼,強化內容創作與遊戲也能享有更優異的效能與新功能。

Intel® Iris® Xe 顯示晶片採用 Intel® Deep Learning Boost 技術支援的 AI,不僅改善了內容創作與相片和視訊編輯,同時還締造了低耗能的架構,延長電池的續航力,讓您安心設計及多工處理。

Intel 獨立 GPU
Intel 提供兩種以 Intel Xe 架構為基礎的獨立 GPU 選項。

Intel® Iris® Xe MAX 顯示晶片是第一款以 Intel Xe 架構為基礎,適用於輕薄筆記型電腦的獨立圖形處理器。為搭配第 11 代 Intel® Core™ 處理器最佳化,您將獲得更強大的效能以及強化的內容創作和遊戲的新功能。

Intel® Server GPU 是以全新 Intel Xe 架構為基礎,適用於資料中心的獨立圖形處理器。Intel® Server GPU 的設計可大幅擴充,讓 Android 遊戲、媒體轉碼/編碼,以及 OTT 視訊串流體驗更上層樓。

如今,該如何在 CPU 與 GPU 之間抉擇不再是問題。若要滿足您各式各樣的運算需求,您比過去還迫切需要兩者兼具。工欲善其事,必先利其器。

產品與效能資訊

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效能標竿結果是在實施最近的軟體修補程式與韌體更新以解決「Spectre」和「Meltdown」安全漏洞之前取得的資料。實施這些更新可能會讓這些結果變得不適用於您的裝置或系統。

效能因使用情形、配置和其他因素而異。請造訪 www.Intel.com.tw/PerformanceIndex 進一步瞭解。