大家好，我是小风哥，今天简单聊聊CPU与GPU。
CPU的故事我们聊得比较多了，之前也发布过很多关于CPU的文章，因此这里重点聊聊GPU。
你可以简单的将CPU理解为学识渊博的教授，什么都精通，而GPU则是一堆小学生，只会简单的算数运算，可即使教授再神通广大，也不能一秒钟内计算出500次加减法，因此对简单重复的计算来说单单一个教授敌不过数量众多的小学生，在进行简单的算数运算这件事上，500个小学生(并发)可以轻而易举打败教授。因此我们可以看到，CPU和GPU的最大不同在于架构，CPU适用于广泛的应用场景(学识渊博)，可以执行任意程序，而GPU则专为多任务而生，并发能力强，具体来讲就是多核，一般的CPU有2核、4核、8核等，而GPU则可能会有成百上千核：可以看到，CPU内部cache以及控制部分占据了很大一部分片上面积，因此计算单元占比很少，再来看看GPU，GPU只有很简单的控制单元，剩下的大部分都被计算单元占据，因此CPU的核数有限，而GPU则轻松堆出上千核：只不过CPU中每个核的能力好比教授，而GPU的每个核的能力好比一个小学生。想一想计算机上的一张图是怎么表示的？无非就是屏幕上的一个个像素：
我们需要为每个像素进行计算，而且是相同的运算，就好比刚才例子中的小学生计算计加法一样，注意，对于屏幕来说一般会有上百万个像素，如果我们要串行的为每一个像素进行运算效率就太低了，因此我们可以让GPU中的每一个核心去为相应的像素进行计算，由于GPU中有很多核心，因此并行计算可以大幅提高速度。除了GPU的核心数比较多之外，GPU的工作方式也比较奇怪。对CPU来说，不同的核心可以执行不同的机器指令，coreA在运行word线程的同时coreB上可以运行浏览器线程，这就是所谓的多指令多数据，MIMD，(Multiple Instruction, Multiple Data)。而GPU则不同，GPU上的这些核心必须整齐划一的运行相同的机器指令，只是可以操作不同的数据，这就好比这些小学生在某个时刻必须都进行加法计算，不同的地方在于有的小学生可能需要计算1+1，有的要计算2+6等等，变化的地方仅在于操作数，这就是所谓的单指令多数据，SIMD，(Single Instruction, Multiple Data)。因此我们可以看到GPU的工作方式和CPU是截然不同的。除了这种工作方式之外，GPU的指令集还非常简单，不像CPU这种复杂的处理器，如果你去看CPU的编程手册就会发现，CPU负责的事情非常多：中断处理、内存管理、IO等等，这些对于GPU来说都是不存在的，可以看到GPU的定位非常简单，就是纯计算，GPU绝不是用来取代CPU的，CPU只是把一些GPU非常擅长的事情交给它，GPU仅仅是用来分担CPU工作的配角。比较适合GPU的计算场景是这样的：1)计算简单；2）重复计算，因此如果你的计算场景和这里的图像渲染相似那么使用GPU就很合理了。因此对于图形图像计算、天气预报以及神经网络等都适用于GPU，哦对了，GPU还适合用来挖矿。好啦，这个话题今天就到这里，希望这篇对大家理解GPU有所帮助。如果你喜欢小风哥的写作风格并且对操作系统感兴趣那么小风哥自己写的书《深入理解操作系统》绝不能错过。最后，我建了微信技术群，扫描下方二维码备注写“加群”二字即可，一起见证我们的成长。