Önceki makalelerimde CPU Scheduling (İşlemci zamanlama) algoritmalarını inceledik. Bir okuyucumuzun isteği üzerine bu makalede GPU’yu, CPU ile karşılaştırarak inceleyeceğiz.
Türkçe karşılığı Grafik İşleme Ünitesi olan GPU (Graphics Processing Unit), ekran kartının CPU’ sudur ve ekran kartının üzerinde bulunan en önemli parçalardan birisidir.
CPU ve GPU dışarıdan karşılaştırıldığında, her ikisinin de aynı maddeden üretilmiş ve bir fan yardımıyla soğutulmakta olan mikroçipler olduğu görülür.
CPU:
GPU:
Ancak mimari yapılarına bakıldığında aralarındaki temel fark ortaya çıkar.
Resimde görüldüğü üzere CPU’nun mimarisinde 1 adet Control (kontrol) bloğu, 4 adet Arithmetic Logic Unit (aritmetik mantık birimi), 1 adet Cache (Ön bellek) bloğu ve 1 adet Dynamic Random Access Memory (dinamik rastgele erişimli bellek) vardır. Buna karşılık GPU mimarisinin, CPU mimarisine göre çok daha fazla kontrol bloklarına ve ALU’ lara sahip olduğu gözlemlenir.
Aritmetik Mantık Birimi (ALU):
İsminden de anlaşıldığı üzere işlemcinin bu yapıtaşında matematiksel ve mantıksal işlemler gerçekleştirilir.
Ön Bellek (Cache):
Ön bellek, çalışan bir programın kodlarının geçici olarak saklandığı bir hafızadır. Ön belleğin kullanım amacı ise çalışan bir uygulamanın ikinci kez çalıştırıldığında ilk çalışmasına oranla daha hızlı çalışmasına yardımcı olmaktır.
Dinamik Rastgele Erişimli Bellek:
RAM (Rastgele Erişimli Bellek) türlerinden biridir. Bu tip RAM’ların en belirgin özelliği içerisinde kondensatörlerin bulunmasıdır.
Günümüzde kullandığımız modern bilgisayarlarla neredeyse her şeyi yapabiliyoruz. Müzik dinleyebiliyor, oyunlar oynayabiliyoruz, sunumlar hazırlayıp yazılar yazabiliyoruz vs. Tüm bu karmaşık işlemlerin içerisinden çıkabilen bir işlemcimiz (CPU) varken, neden grafik rendering için ayrı bir işlemciye (GPU) ihtiyaç duyarız?
Bu sorunun cevabına günlük yaşantımızdan bir örnek verebiliriz. Hepimizin bildiği gibi çok amaçlı çakılarda bıçak, makas, pense ve hatta konserve açacağı gibi işimize yarayabilecek aletler vardır. Eminim ki birçoğumuz pikniğe giderken yada bu tür aletlere ihtiyaç duyulacak bir iş yapacağımız zaman, yanımızda böyle bir çakı bulundurmuşuzdur. Peki, doktorlar ameliyat yaparken, neden çakı yerine neşter kullanırlar? Çünkü neşter çakının bıçağına göre daha keskindir ve dahada önemlisi, neşterler ameliyatlar için üretilmiş özel bıçaklardır. Tahminen neşter yerine çakı da kullanılabilir, ancak ameliyattan alacağınız sonuç hiçkimsenin hoşuna gitmez. Tıpkı verilen bu örnekte olduğu gibi CPU’ lar da grafikler için kullanılabilir, ancak CPU’ dan alabileceğiniz performans ile GPU’ dan alabileceğiniz performans arasında dağlar kadar fark vardır.
Herşeyi özet geçecek olursak:
1) GPU’ lar grafik hesaplamaları için üretilmiş özel işlemcilerdir. Örneğin, oyunlardaki antialising, texture mapping vs. için.
2) CPU’ lara göre grafik hesaplamalarında daha verimli ve daha hızlıdırlar.
3) GPU’ larda CPU’ lara oranla daha fazla Aritmetik Mantık birimi vardır.
4) CPU’ lar ardışık işlemler yaparken, GPU’ lar paralel işlemler gerçekleştirir.
5) GPU’ lar CPU’ lara göre aynı anda çok daha fazla işlemi gerçekleştirebilirler.
Son olarak GPU ve CPU arasındaki farkın daha iyi anlaşılabilmesi için eğlenceli bir video: