芯片、GPU、CPU、显卡、显存、x86、ARM、AMD等基础知识
1.芯片
- 芯片指的是半导体材料制成的集成电路,可以包含一个或多个电子元件、电路或系统。
- 芯片可以是任何电子设备的组成部分,不仅限于CPU,还包括GPU、内存芯片、存储控制器、网络接口等。
- GPU和CPU是两种最常见的特定的芯片。它们分别针对图形处理和通用计算任务进行了优化。
2.CPU和GPU
CPU和GPU是互补的计算资源。它们在设计、核心数量、性能特点和应用领域上有所不同。CPU适合处理广泛的计算任务,而GPU则在处理并行计算任务时表现出色。
- GPU(Graphics Processing Unit 图形处理单元):
- GPU是一种专门为图形渲染、图像处理和视频解码/编码等并行计算任务而设计的芯片。
- 它们拥有大量的小核心,能够同时处理数千个线程,这使得GPU在处理图形和并行任务时非常高效。
- CPU(Central Processing Unit 中央处理单元):
- CPU是计算机的中央处理单元,负责执行程序指令、处理数据和控制计算机的其他硬件部件。
- CPU设计用于处理各种计算任务,包括复杂的逻辑运算和顺序处理任务。
- 设计目的:
- CPU:设计用于处理各种类型的计算任务,包括复杂的逻辑运算、分支指令和顺序处理。
- GPU:GPU是一种专门为图形渲染、图像处理和视频解码/编码等并行计算任务而设计的芯片。
- 核心数量:
- CPU通常拥有较少的核心(如4核、8核等),但每个核心功能强大,能够处理复杂的任务。
- GPU拥有大量的小核心(可能达到数千个),这些核心适合执行简单但可以并行处理的任务。
- 性能特点:
- CPU在单线程和轻量级多线程任务中表现更好,适合需要高指令级并行性的应用。
- GPU在处理高度并行的任务时表现出色,如图形渲染、深度学习、科学计算等。
- 应用领域:
- CPU是通用处理器,适用于所有类型的计算任务。
- GPU最初设计用于图形处理,但现在也广泛应用于通用计算任务,特别是在需要大规模并行处理的领域。
- 集成度:
- CPU可能集成在主板上,或者作为独立的芯片存在。
- GPU可以是独立的扩展卡,也可以集成在CPU或SoC(System on a Chip 系统芯片)中。
2.显卡和GPU的关系
- GPU是显卡的核心部件。GPU是图形处理器,一般焊接在显卡上,不能单独工作,只有配合上附属电路和接口才能工作,这时候就变成了显卡。
- 显卡是一个完整的硬件设备,包括GPU芯片、显存、显卡板、散热器和输出端口等组件,负责将GPU生成的图像数据传送到显示器。
- GPU和显卡是寄生与被寄生的关系,没有GPU的显卡,就像没有CPU的电脑一样,无法正常工作。
- 我们公司要求的最低配置:配备独立显卡,搭载NVIDIA GTX 1080 Ti,11G显存。
3.显存和内存的区别
- 显存(VRAM):
- 类似于内存,显存是GPU使用的高速临时存储,用于存储图形数据,如纹理、顶点信息等。
- 显存的读写速度非常快,以满足GPU在渲染图形时对数据的即时访问需求。
- 内存(RAM):
- 内存是CPU使用的临时存储,用于存储正在运行的程序和当前使用的数据。
- 内存的读写速度也很快,但对于图形处理任务来说,通常不如显存快。
- 它们的相似之处:
- 显存和内存都用于临时存储数据,以便处理器(GPU或CPU)可以快速访问这些数据。
- 它们都是易失性的存储器,意味着在断电后存储的数据会丢失。
- 不同之处:
- 显存专门用于GPU,而内存用于CPU。
- 显存通常具有比内存更高的带宽,以适应图形处理的高数据传输需求。
- 硬盘用于长期存储数据,不涉及临时数据的快速访问。
- 它们的作用域:
- 显存是GPU渲染过程中的一个关键组件,直接影响图形处理的性能。
- 内存对于整个计算机系统的运行至关重要,影响所有程序的性能。
4.指令集、x86、ARM、AMD是什么?
- 指令集是一种计算机处理器能够理解和执行的指令的集合。指令集架构可以被视为一种标准,因为它定义了处理器与软件之间的接口。
- CPU架构通过指令集的方式一般可分为:
- 复杂指令集(Complex Instruction Set Computing, CISC),用于笔记本电脑,PC,服务器等。
- 精简指令集(Reduced Instruction Set Computing, RISC),一般就用于简单场景(嵌入式设备,手机),功耗也会低。
- CISC主要是x86架构,RISC主要是ARM架构。
- x86和ARM一般指的是两种不同的处理器架构。
- x86架构是美国intel公司的专利
- ARM是英国的一家公司
- AMD是美国的一家公司
5.目前市场上流行有哪些架构?
- 复杂指令集阵营的:
- x86架构(intel公司)
- Zen架构(AMD公司),也是一种x86架构的实现。
- 简单指令集阵营的:
- ARM架构(ARM公司)
- 总结如下图所示:
博客:
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