Isi
SoC smartphone modern dipenuhi dengan banyak komponen pemrosesan yang berbeda, tetapi dua yang paling umum digunakan adalah Central Processing Unit (CPU) dan Graphics Processing Unit (CPU). Meskipun akronim mungkin serupa dan keduanya memiliki banyak data, ada perbedaan besar antara teknologi GPU dan CPU yang menyisakan sedikit ruang untuk tumpang tindih.
Sebelum menyelam ke perbedaan utama GPU vs CPU, mari kita mulai dengan beberapa konsep inti bersama.
Inilah yang baru di Qualcomm Snapdragon 855
Masing-masing core CPU dan GPU dibangun dari pilihan sub-blok, yang masing-masing menangani tugas-tugas tertentu yang perlu dilakukan prosesor. Blok-blok ini berubah dalam ukuran dan cakupan tergantung pada mikro-arsitektur desain. Satu tipe unit bersama yang umum adalah Unit Logika Aritmatika (ALU) yang berderak melalui operasi matematika seperti penjumlahan dan perkalian. Unit fitur umum lainnya termasuk penangan akses memori (load / store), dan decoder instruksi dan cache. Namun, kesamaan berakhir di sini. Mari selami lebih jauh konsep-konsep inti GPU vs CPU.
Apa itu CPU?
Cara terbaik untuk berpikir tentang CPU adalah seperti otak mesin. Ini sangat fleksibel, membuat pertunjukan tetap di jalan, dan mampu menangani berbagai tugas. CPU di dalam ponsel Anda bertanggung jawab untuk menjalankan semua logika dan operasi yang diperlukan oleh sistem operasi Android serta aplikasi Anda.
CPU sering ditemukan dalam berbagai konfigurasi inti, mulai dari antara empat dan delapan di ponsel, dan 16 dan lebih di lingkungan desktop dan server. Desain CPU multi-core memungkinkan beberapa aplikasi dan utas tugas dijalankan secara bersamaan, meningkatkan efisiensi energi dan kemampuan kinerja. Setiap inti CPU akan berjalan pada kecepatan clock yang umumnya antara 2 dan 3 GHz di ponsel, dan hingga 5GHz di dalam desktop. CPU juga dapat dikonfigurasi dengan berbagai jumlah, memori dekat berkecepatan tinggi yang digunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang saat ini digunakan, yang dikenal sebagai cache. Cache dapat digunakan secara individual untuk setiap inti CPU atau dibagi di antara inti CPU dan sangat penting untuk mempercepat eksekusi dan beralih di antara tugas.
CPU menangani berbagai jenis tugas dan dibuat untuk fungsi umum yang digunakan oleh OS dan aplikasi.
Sebagai contoh, setiap CPU Cortex-A77 memiliki mesin matematika NEON, unit floating point, dan 3 cache di masing-masing inti, di samping ALU standar dan peramal cabangnya.
Di dalam sebagian besar CPU modern, Anda akan menemukan beberapa ALU yang dirancang untuk angka-angka. Ini merupakan bagian terbesar dari jumlah transistor. CPU juga menangani dan mengatur ulang memori virtual untuk semua aplikasi yang Anda jalankan, menjadikannya alat yang penting untuk menjalankan OS. CPU juga termasuk prediktor cabang, yang melihat ke depan untuk memprediksi data dan instruksi yang akan dibutuhkan dalam waktu dekat. Ini menghemat waktu untuk mengambil dari RAM yang lebih lambat dan berguna karena beban kerja CPU sering termasuk loop dan pernyataan "jika" yang dapat dengan cepat dialihkan menjadi potongan kode baru. Anda tidak akan menemukan prediktor cabang di dalam banyak desain GPU modern karena beban kerjanya jauh lebih deterministik.
Apa itu GPU?
Seperti yang baru saja kami sebutkan, Anda tidak akan menemukan alat prediksi cabang di dalam GPU karena sifat beban kerjanya yang berbeda. Ini adalah kunci untuk memahami perbedaan GPU vs CPU. Sementara CPU dirancang untuk menangani sedikit dari segalanya, GPU dibangun dengan tujuan yang sangat spesifik dalam pikiran - data paralel yang berderak untuk pemrosesan grafis 3D. Mereka dirancang untuk menjadi jauh lebih cepat dan lebih hemat daya dalam tugas ini, tetapi sebagai trade-off, tidak sefleksibel dalam beban kerja mereka.
Cores GPU memiliki satu atau lebih ALU, tetapi mereka dirancang sangat berbeda dengan CPU ALU dasar. Alih-alih menangani satu atau dua angka sekaligus, GPU menggerogoti 8, 16, atau bahkan 32 operasi sekaligus. Selanjutnya, inti GPU dapat terdiri dari puluhan atau ratusan inti ALU individu, yang memungkinkan mereka untuk mengolah ribuan angka secara bersamaan. Ini sangat bermanfaat ketika Anda memiliki jutaan piksel untuk diteduhi pada layar resolusi tinggi.
GPU adalah prosesor khusus yang dirancang untuk penghitungan angka paralel yang diperlukan oleh rendering 3D.
Sebagai contoh, GPU PowerVR ini berisi enam inti eksekusi, masing-masing dengan sejumlah inti ALU yang berderak. Perhatikan bagaimana semua core ini berbagi memori dan unit penjadwal yang sama.
Komputasi paralel ini sering dikelompokkan bersama dalam apa yang dikenal sebagai warp. Di sini, satu blok data dan instruksi melewati jalur angka yang luas ini bersama-sama, daripada banyak instruksi terpisah yang terjadi sekaligus, yang akan lebih seperti CPU. Dengan kata lain, arsitektur GPU dirancang untuk mendorong melalui banyak tipe data yang sama sekaligus, menggunakan instruksi tunggal untuk merujuk pada jumlah data yang banyak. Sementara itu, instruksi CPU sebagian besar hanya akan merujuk beberapa titik data pada satu waktu.
Kecepatan clock GPU biasanya lebih rendah dari kecepatan CPU, seringkali dalam ratusan MHz atau GHz rendah. Ini karena keterbatasan panas dan daya, karena pemrosesan paralel masal membutuhkan lebih banyak transistor daripada yang akan Anda temukan di CPU ALU. Kita juga harus mencatat bahwa matematika massal dapat digunakan untuk lebih dari sekedar rendering grafik. Video rendering, algoritma pembelajaran mesin seperti deteksi objek, dan algoritma kriptografi juga dapat berjalan lebih cepat pada GPU paralel versus perangkat keras CPU yang lebih terbatas.
Singkatnya GPU vs CPU
Sebagai analogi terakhir, anggap CPU sebagai pisau tentara Swiss dan GPU sebagai parang. Pisau tentara sangat membantu untuk berbagai tugas, mulai dari memotong tali hingga membuka sekaleng kacang. Anda mungkin tidak ingin mencoba yang terakhir dengan parang. Namun, Anda akan menginginkan parang yang kasar saat Anda harus berkuasa melalui hutan lebat, bukan pisau tentara kecil mungil.
Untuk memenuhi berbagai tugas yang tersedia, CPU cenderung memiliki set instruksi yang besar. Core mereka juga lebih fleksibel, memungkinkan banyak aplikasi dan tugas untuk bertukar masuk dan keluar dan berjalan secara paralel. Sementara itu, GPU memiliki set instruksi yang jauh lebih kecil dan hanya dapat fokus pada satu tugas sekaligus, tetapi dapat menjalankan lebih banyak operasi matematika dalam satu siklus clock tunggal. Ini semua tentang spesialisasi.
Intinya adalah bahwa meskipun CPU dan GPU dibangun dari transistor dan memproses data dan angka, keduanya dioptimalkan untuk tujuan unik. Untungnya, SOC mendapat manfaat dari yang terbaik dari kedua dunia dengan mengintegrasikan ini, dan banyak lagi, unit pemrosesan bersama.
