GPU有沒(méi)有可能取代CPU

也看到有人在說(shuō)：現(xiàn)在隨便一個(gè)顯卡都是幾百幾千核，CPU才四核八核，頂級(jí)CPU都才18核，為什么CPU的核心就只有那么點(diǎn)。

也有人在討論：GPU在將來(lái)有沒(méi)有可能會(huì)取代CPU。

雖然博主不是搞芯片研發(fā)的，但至少還是個(gè)數(shù)碼愛(ài)好者，雖不是科班出身但這些問(wèn)題博主還是能解釋得清楚的，畢竟也還是學(xué)了點(diǎn)計(jì)算機(jī)組成原理。

在我看來(lái)，GPU是替代不了CPU的，反過(guò)來(lái)，CPU也替代不了GPU。

為什么這樣說(shuō)？如果形象點(diǎn)的比喻，就是：把整臺(tái)機(jī)箱比喻成一個(gè)工廠，顯卡GPU就像是工廠里的流水線工人，這些工人都在同一時(shí)刻做著同一件的事情，而CPU就像是這個(gè)工廠里的研發(fā)中心和高管們，他們?cè)谕粫r(shí)刻都在做著各種復(fù)雜而不同的研發(fā)工作，把復(fù)雜的工作做完了，剩下簡(jiǎn)單的工作就甩給下面的工人去做吧。

當(dāng)然也看到網(wǎng)上有更幽默的比喻：GPU是一群小學(xué)生，扎堆算加減法；CPU是一個(gè)老教授，能解微積分。

從根本上說(shuō)CPU和GPU它們的目的不同，且有不同側(cè)重點(diǎn)，也有著不同的性能特性，在某些工作中CPU執(zhí)行得更快，另一工作中或許GPU能更好。

當(dāng)你需要對(duì)大量數(shù)據(jù)做同樣的事情時(shí)，GPU更合適，當(dāng)你需要對(duì)同一數(shù)據(jù)做很多事情時(shí)，CPU正好。

然而在實(shí)際應(yīng)用中，后一種情形更多，也就是CPU更為靈活能勝任更多的任務(wù)。GPU能做什么？關(guān)于圖形方面的以及大型矩陣運(yùn)算，如機(jī)器學(xué)習(xí)算法、挖礦、暴力破解密碼等，GPU會(huì)有所幫助。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，CPU擅長(zhǎng)分支預(yù)測(cè)等復(fù)雜操作，GPU擅長(zhǎng)對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單操作。一個(gè)是復(fù)雜的勞動(dòng)，一個(gè)是大量并行的工作。

其實(shí)GPU可以看作是一種專用的CPU，專為單指令在大塊數(shù)據(jù)上工作而設(shè)計(jì)，這些數(shù)據(jù)都是進(jìn)行相同的操作。

要知道處理一大塊數(shù)據(jù)比處理一個(gè)一個(gè)數(shù)據(jù)更有效，執(zhí)行指令開(kāi)銷也會(huì)大大降低，因?yàn)橐幚泶髩K數(shù)據(jù)，意味著需要更多的晶體管來(lái)并行工作，現(xiàn)在旗艦級(jí)顯卡都是百億以上的晶體管。

CPU呢，它的目的是盡可能快地在單個(gè)數(shù)據(jù)上執(zhí)行單個(gè)指令。由于它只需要使用單個(gè)數(shù)據(jù)單條指令，因此所需的晶體管數(shù)量要少得多。

目前主流桌面CPU晶體管都是十億以下，和頂級(jí)GPU相差十倍以上，但它需要更大的指令集，更復(fù)雜的ALU（算術(shù)邏輯單元），更好的分支預(yù)測(cè)，更好的虛擬化架構(gòu)、更低的延遲等等。

另外，像我們的操作系統(tǒng)Windows，它是為x86處理器編寫的，它需要做的任務(wù)執(zhí)行的進(jìn)程，在CPU上肯定更為高效，你想每個(gè)線程的任務(wù)并不相同，基本上難以并行化，完全發(fā)揮不了GPU的長(zhǎng)處。

那么，可以預(yù)見(jiàn)在未來(lái)，隨著CPU進(jìn)一步強(qiáng)化處理數(shù)據(jù)塊的能力，我們將看到CPU和GPU架構(gòu)之間的融合，而且隨著制造技術(shù)的進(jìn)步和芯片的縮小，GPU也可以承擔(dān)更復(fù)雜的指令。

CPU與GPU間的分工雖然還是大有不同，但彼此間的交集無(wú)疑會(huì)更多。
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