Сравнение cpu z и gpu z

Обновлено: 06.07.2024

В чем разница между CPU и GPU? Все мы знаем, что у видеокарты и процессора несколько различные задачи, однако знаете ли вы, чем они отличаются друг от друга во внутренней структуре? Как CPU (англ. — central processing unit), так и GPU (англ. — graphics processing unit) являются процессорами, и между ними есть много общего, однако сконструированы они были для выполнения различных задач. Подробнее об этом вы узнаете из данной статьи.

Что такое CPU

Блок управления (CU) является составной частью центрального процессора компьютера (CPU) и руководит его работой. Он сообщает памяти компьютера, арифметическому, т.е. логическому, устройству, а также устройствам ввода и вывода, как реагировать на инструкции программ.

Отдельный вопрос: графическое ядро в процессоре что это такое? Если совсем просто – то это встроенная в центральный процессор видеокарта.

Сгенерированная компьютером графика, например, в видеоиграх или других анимациях, требует, чтобы каждый отдельный кадр был «нарисован» компьютером индивидуально. А это требует большого количества энергии и вычислительных мощностей.

Что такое GPU

На вопрос «gpu что это» ответ таков – это графический процессор, т.е. программируемый логический чип, предназначенный для функций отображения на экране. GPU создает изображения, анимацию и видео на мониторе. Графические процессоры (гпу) расположены на сменных платах, в чипсете на материнской плате или в той же микросхеме, что и процессор. Итак, GPU это видеокарта или процессор? Ответ Вы уже знаете – это процессор!

Графические процессоры являются более мощными, чем CPU, потому что графические процессоры отличаются гораздо большим количеством процессорных ядер. Обычный пользователь ПК не использует их для своих стандартных нужд, потому что GPU требуется коллективный тип работы.

Все компьютеры имеют графический процессор .Однако не все компьютеры имеют выделенный графический процессор. Нет необходимости иметь его, если вы не собираетесь использовать свой компьютер для продвинутых игр и майнинга.

Интегрированный графический процессор представляет собой просто графический чипсет, встроенный в материнскую плату. Теперь становится понятно, чем отличается видеокарта от процессора GPU.

Отличие CPU и GPU

Разница в скорости вычислений

Майнинг bitcoin

Потенциальным майнерам нужно сначала узнать про GPU и что это в компьютере, а потом уже разбираться в блокчейнах и криптовалютах. Хорошо понимать, что такое RAM и CPU в компьютере, а потом двигаться дальше.

Печальная правда заключается в том, что в настоящее время только те, у кого есть специализированное, мощное оборудование, могут выгодно добывать биткойны. Хотя их добыча по-прежнему теоретически и технически возможна для всех. Однако, те, у кого недостаточно мощные устройства, рано или поздно обнаружат, что на электроэнергию тратится больше денег, чем на добычу биткоинов.

Принципиально работа майнеров заключается в подборе одной-единственной из многих миллионов комбинаций хэша, подходящего ко всем вновь созданным транзакциям и сгенерированному секретному ключу. Ясно, что только самое производительное оборудование способно обеспечить майнеру конкурентное преимущество и обеспечит получение награды.

Майнинг Ethereum

Добыча криптовалюты является чрезвычайно динамичной отраслью, с ее постоянными обновлениями оборудования и программного обеспечения. Всё труднее рассчитать доходность и принципиальную возможность добычи криптомонет. Ethereum – не исключение, хотя эта криптовалюта появилась после биткоинов. Но работает эта блокчейн-система по тем же принципам, что и биткоин. Однако, биткоин – самодостаточный «первенец», ресурсы которого уже на 2/3 освоены, причем первыми майнерами. А Ethereum – это не только одноименная криптовалюта. В первую очередь – это открытая для всех программная платформа для разработки новых криптовалют. Хотя сама криптомонета Ethereum, как и биткоин, служит хорошим инвестиционным активом, но для добычи уже мало перспективна.

Майнинг других криптовалют

Начинающим крипто-претендентам следует взяться за какую-то из самых простых и новых монет, чтобы реально их добыть. В 2019-м году это:

  • Monero,
  • Aeon,
  • DogeCoin,
  • Vertcoin,
  • ByteCoin,
  • Steem,
  • Electroneum…

Monero, признанный самой передовой монетой конфиденциальности, основан на алгоритме хеширования с проверкой работоспособности, известном как CryptoNight. Вы можете легко добывать Monero на обычном компьютере просто путем загрузки и установки программного обеспечения Monero добычи. Поэтому эта новая криптовалюта считается одним из лучших вариантов майнинга с GPU, по сравнению с другими.

Виды графических процессоров

Большинство графических процессоров созданы для конкретного использования. Чаще всего – для отображения трехмерной графики в реальном времени, или других массированных вычислений:

Главное отличие графических процессоров; внутренние они или внешние. Внешние видеокарты выбирают обычно пользователи, у которых физически невозможно установить GPU внутри устройства. Например, это актуально для владельцев ноутбуков, которые ценят продвинутую графику.

Как выбирать

При выборе хорошей видеокарты геймерам и майнерам следует обращать внимание на следующие показатели:

  • Тактовая частота (МГц). Чем больше цифра, тем лучше.
  • Архитектура имеет большое значение. Чем больше вычислительных блоков, тем быстрее будут выполняться графические задачи.
  • Скорость заполнения (филлрейт). Это показатель того, с какой скоростью графический процессор прорисовывает картинку.

Геометрические блоки

В графических процессорах 2 вида геометрических блоков:

В современных GPU пиксельных блоков меньше. Они заняты блендингом, т.е. записью рассчитанных видеоадаптером пикселей в оперативку и перемешивании их. Текстурные блоки выбирают и фильтруют текстуры и прочую информацию для построения сцен и общих расчетов.

До появления DirectX 11 мало кто вообще знал, что DirectX – это программная среда (т.е. набор инструментов) для разработки компьютерных игр. В 2015-м появился DirectX 12. Чем выше тесселяция, т.е. дробление плоскости экрана на части для тщательного заполнения их графической информацией, тем выше реализм игры.

Т.е., чтобы с головой погрузиться в атмосферу таких продвинутых игр, как Metro 2033 и т.п., нужно учитывать число геометрических блоков при подборе GPU.

Память

Но у оперативки есть несколько ключевых особенностей:

Охлаждение GPU

Если Вы сами собираете игровой ПК, то рекомендуется использовать отдельные кулеры для процессора и для видеокарты. Если вы хотите всерьез разогнать систему, то Вам следует перейти с воздушного на жидкостное охлаждение. Процессор GPU с жидкостным охлаждением всегда имеет штатный кулер.

Температура графической карты обычно составляет от 30°C до 40°C на холостом ходу и от 60°C до 85°C под обычной нагрузкой. Большинство высокопроизводительных видеокарт настроены на максимальную температуру 95°C-105°C, после чего система автоматически отключается. Вот почему интенсивным процессорам требуется хорошее охлаждение. Для мониторинга температуры центрального процессора и видеокарты есть специальный софт, например, «GPU-Z» и проч.

Итак, теперь Вы в принципе понимаете, что такое CPU и GPU (т.е. что такое графический процессор), оперативка и видеокарты. И как они меняют жизнь геймеров и майнеров.

Использование CUDA Runtime API для вычислений. Сравнение CPU и GPU вычислений

В данной статье я решил провести сравнение выполнения алгоритма написанного на C++ на центральном и графическом процессоре(выполнение вычислений с помощью Nvidia CUDA Runtime API на поддерживаемом GPU Nvidia). CUDA API позволяет выполнение некоторых вычислений на графическом процессоре. Файл c++ использующий cuda, будет иметь расширение .cu.
Схема работы алгоритма приведена ниже.

Задача алгоритма состоит в том, что найти возможные числа X, при возведении которых в степень degree_of, будет получатся исходное число max_number. Сразу отмечу, что все числа которые будут передаваться GPU, будут хранится в массивах. Алгоритм, выполняемый каждым потоком, имеет приблизительно следующий вид:

Идентификатор в .cu файле указывает, что функция выполняется на уровне ядра GPU.

Для работы с CUDA API, перед вызовом функции, нужно зарезервировать память под массив и перенести элементы в память GPU. Это увеличивает объем кода, но позволяет разгрузить CPU, так как вычисления производятся на GPU.Поэтому ,cuda, дает как минимум возможность разгрузить процессор для выполнения других нагрузок, не использующих cuda.

В случае примера на cuda, задача процессора заключается лишь в загрузке инструкций на GPU и обработке результатов пришедших с GPU; В то время как в коде для CPU, процессор обрабатывает каждый поток. Стоит отметить, что cyda имеет ограничения по количеству запускаемых потоков, поэтому в обоих алгоритмах я взял одинаковое количество потоков, равное 1000. Также, в случае с CPU я использовал переменную


чтобы считать количество уже выполненных потоков и дожидаться, пока все потоки не выполнятся.

  • CPU :amd ryzen 5 1400(4core,8thread)
  • ОЗУ:8гбDDR4 2666
  • GPU:Nvidia rtx 2060
  • OS:windows 10 version 2004
  • Cuda:
    • Compute Capability 7.5
    • Threads per Multiprocessor 1024
    • CUDA 11.1.70

    Для тестирования алгоритма я использовал

    , который создавал файл с исходными данными, затем последовательно запускал exe файлы алгоритмов использующих CPU или GPU и замерял время их работы, затем заносил это время и результаты работы алгоритмов в файл result.txt. Для замера загруженности процессора использовался диспетчер задач windows.

    Результаты теста приведены в таблице:



    Далее я решил провести тестирование при процессоре нагруженном другими приложениями. Процессор был нагружен так, что запущенный в приложение тест, не занимал больше 55% ресурсов процессора. Результаты теста приведены ниже:

    Причина отставания GPU от CPU, на мой взгляд, может заключатся в том, что у CPU выше производительность ядра(3400 МГц CPU, 1680 МГц GPU). В том случае, когда ядра процессора нагружены другими процессами, быстродействие будет зависть от количества обрабатываемых потоков за определенный интервал времени и в этом случае быстрее будет GPU, так как он способен одновременно обрабатывать больше потоков (1024 GPU,8 CPU).
    Поэтому, можно сделать вывод, что использование GPU для вычислений, не обязательно должно давать более быструю работу алгоритма, однако, оно способно разгрузить CPU, что может играть роль, если он нагружен другими приложениями.

    CPU и GPU — это процессоры. Между ними есть много общего, однако сконструированы они были для выполнения разных задач. В чём конкретно выражается разница между CPU и GPU, вы узнаете из этой статьи.

    Примечание Вы читаете улучшенную версию некогда выпущенной нами статьи.

    Что такое CPU

    CPU — это центральный процессор (англ. central processing unit).

    Основная функция — выполнение цепочки инструкций за максимально короткое время.

    CPU спроектирован таким образом, чтобы выполнять несколько цепочек одновременно или разбивать один поток инструкций на несколько и, после выполнения их по отдельности, сливать их снова в одну, в правильном порядке. Каждая инструкция в потоке зависит от следующих за ней. Именно поэтому в CPU так мало исполнительных блоков, а весь упор делается на скорость выполнения и уменьшение простоев, что достигается при помощи кэш-памяти и конвейера.

    Если вы хотите знать не только что такое CPU, но и как работает процессор, то прочтите эту статью.

    Что такое GPU

    GPU — это графический процессор (англ. graphics processing unit).

    Основная функция — рендеринг 3D-графики и визуальных эффектов.

    GPU получает на вход полигоны, а после проведения над ними необходимых математических и логических операций выдаёт координаты пикселей. По сути, работа GPU сводится к оперированию над огромным количеством независимых между собой задач. Поэтому он содержит огромное количество исполнительных блоков — в современных GPU их 2048 и более.

    Отличие CPU от GPU

    С понятиями разобрались, теперь посмотрим, в чём отличие CPU от GPU.

    1. Доступ к памяти. В GPU он связанный и легко предсказуемый — если из памяти читается элемент текстуры, то через некоторое время настанет очередь и соседних текселов. С записью ситуация аналогичная.
    2. Размер кэш-памяти. Графическому процессору, в отличие от универсальных процессоров, не нужна кэш-память большого размера. Для текстур требуются лишь 128–256 килобайт.
    3. Поддержка многопоточности. Центральный процессор исполняет 1–2 потока вычислений на одно ядро, а графический процессор может поддерживать несколько тысяч потоков на каждый мультипроцессор, которых в чипе несколько штук. И если переключение с одного потока на другой для CPU стоит сотни тактов, то GPU переключает несколько потоков за один такт.
    4. Архитектура. В CPU большая часть площади чипа занята под буферы команд, аппаратное предсказание ветвления и огромные объемы кэш-памяти, а в GPU большая часть площади занята исполнительными блоками.

    Схема отличия CPU от GPU

    Схематичное представление CPU и GPU

    Почему для майнинга используется GPU, а не CPU

    Если CPU принимает решения в соответствии с указаниями программы, то GPU — производит огромное количество однотипных вычислений. Выходит, что если подавать на графический процессор независимые простейшие математические задачи, то он справится значительно быстрее, чем центральный процессор. Этим успешно пользуются майнеры биткоинов.

    Суть майнинга заключается в том, что компьютеры решают математические задачи, в результате которых создаются биткоины. Все биткоин-переводы по цепочке передаются майнерам, чья работа состоит в том, чтобы подобрать из миллионов комбинаций один-единственный хэш, подходящий ко всем новым транзакциям и секретному ключу, который и обеспечит майнеру получение награды. Скорость вычисления напрямую зависит от количества исполнительных блоков. Поэтому GPU больше подходят для выполнения данного типа задачи, нежели CPU. Чем больше количество произведенных вычислений, тем выше шанс получить биткоины.

    Приложения, вошедшие в подборку, помогут вам узнать больше о вашей конфигурации и протестировать компьютер. Многие из них можно скачать бесплатно.

    Программы для мониторинга и анализа ПК

    1. CPU-Z

    Эта небольшая утилита существует уже 20 лет, создана она была французским разработчиком Франком Делатром. Программа показывает информацию о процессоре, материнской плате, системной памяти. Использовать эту программу можно на Windows, также есть версия для Android

    2. GPU-Z

    Появилась в 2007 году, была создана командой Techpowerup. Работает примерно так же, как предыдущая программа. Показывает информацию о видеокарте.

    3. HWinfo

    Даёт возможность узнать обо всех характеристиках компьютера. Это, например, данные о процессоре, материнской плате и пр. Есть возможность получить полный системный отчёт. программа работает на Windows и на DOS.

    4. Speccy

    Программа предоставляет краткую информацию о системе. Можно узнать о температуре процессора, материнской платы, объёме использованной памяти и т.п. Обновляется утилита, однако, не так часто. А ещё она видит Intel Core i7-9700K как i7-7700K. Может бесплатно использоваться на Windows, но если вам нужно автоматическое обновление и премиум-поддержка, то придётся заплатить 19,95 долларов за год подписки.

    5. AIDA64

    Используется с 2010 года. Напоминает HWinfo, но не бесплатна. Без подписки предоставляется лишь 30-дневная пробная версия с ограниченной функциональностью. После этого необходимо будет заплатить 39,95 долларов для доступа ко всем возможностям программы. Имеются версии для Android, Windows Mobile, iOS.

    6. HWMonitor

    Весит это приложение всего чуть больше 1,2 МБ. Устанавливать его можно лишь на Windows, но зато оно полностью бесплатное. Позволяет отслеживать температуру, скорость вращения вентиляторов, напряжение. Если вы хотите что-то подобное иметь на MacBook, скачайте smcFanControl.

    7. Open HWM

    Позволит отслеживать состояние компьютера на Linux. Предоставляется программа бесплатно. Также есть версия для Windows. Очень напоминает приложение программу HWMonitor, но работает при этом Open HWM быстрее.

    8. I-Nex

    Программы для тестирования запчастей

    9. Sandra 20/20

    10. PCMark 10

    Тест, который в целом проверит работу компьютера в различных условиях. Например, во время игр, при работе в офисных программах и т.п. Есть бесплатная «базовая» версия с одним общим тестом производительности. Чтобы открыть остальные тесты, придётся платить 1495 долларов в год (для профессиональной версии программы). Используется утилита на Windows, Android. С помощью неё можно отслеживать загрузку процессора и температуру.

    11. 3DMark

    Программа создана для тестирования видеокарт. Есть версии для Windows, Android, iOS. Бесплатный вариант утилиты включает четыре теста, а полный - все возможные тесты, в том числе стресс-тест. Ещё существует версия «профессиональная», открывающая возможность проверки качества изображения в играх.

    12. Cinebench

    Подходит для анализа того, насколько хорошо ЦП управляет потоками и памятью. Программа бесплатная, запускается на Windows и MacOS. Ещё один похожий популярный тест - Corona. Благодаря ему вы сможете сравнить производительность процессора с результатами из большой базы данных.

    13. Basemark GPU

    Напоминает 3DMark, но при этом имеет версии для Windows, Linux, MacOS, Android, iOS. Также здесь есть поддержка трёх различных графических API: DirectX 12, OpenGL и Vulkan. Существует бесплатная версия программы - с ограниченным числом функций и расширенная платная - для корпораций.

    14. OCCT

    Понадобится вам в том случае, если вы хотите проверить стабильность системы или занимаетесь разгоном. В целом тут не так много тестов, но работают они хорошо. Программа в целом бесплатна, но если вы хотите убрать всплывающее окно при запуске теста, то придётся платить 1 доллар в месяц. Есть ещё варианты приобретения возможности пользования утилитой на год - за 10 долларов или навсегда - за 15 долларов.

    15. Blender Benchmark

    Разработан этот тест был для сбора итогов тестирования системы, сравнения оборудования и установок, отслеживания производительности. Загрузить можно программу на Windows, Linux, MacOS. Запускать тестирование вы можете как онлайн, так и офлайн (без подключения к интернету).

    16. Geekbench

    Позволяет проверить производительность компьютера. Есть версия для всех основных платформ: Windows, Linux, MacOS, Android, iOS. Результаты отображаются здесь в виде списка оценок по тому или иному параметру. Существует бесплатный вариант программы. Платные версии предоставляют возможность управлять своими результатами тестирования в онлайн-базе (за 9,95 долларов) или настроить вообще все функции программы (за 99,99 долларов).

    17. Novabench

    Содержит тесты CPU, GPU, RAM и жёсткого диска. Доступна программа на Windows, Linux, MacOS. Есть бесплатная версия, но платный вариант позволит вам проверить дополнительные параметры системы, такие как температура, износ батареи и пр.

    18. Phoronix Test Suite

    Тест с открытым исходным кодом. Подойдёт программистам, желающим удалённо тестировать оборудование на базе Windows, Linux или MacOS. Для того чтобы пользоваться этой программой, необходимо иметь глубокие знания в IT-сфере.

    19. 7-zip

    Программа, предназначенная для тестирования сжатия файлов. Анализирует кэш-память ЦП и системную память с точки зрения пропускной способности и задержки. Запускать эту программу можно на Windows, Linux, к тому же она бесплатная.

    20. Unigine Superposition

    На самом деле это набор программ, созданный компанией Unigine. Unigine Superposition - это графический тест, который позволит быстро узнать производительность видеокарты. Есть две версии программы: для Windows и Linux. Также вы можете скачать бесплатный вариант программы или заплатить, чтобы открыть дополнительные тесты и функции.

    21. CrystalDiskMark

    Поможет протестировать хранилище. Программа очень проста в использовании, позволяет узнать максимальную производительность и другие необходимые параметры. Доступна только для Windows.

    Читайте также: