Om du någonsin har byggt din egen dator – eller till och med bara läst om det – har du kommit på att en CPU och en GPU är två väldigt olika saker. Men vad är skillnaden exakt, och hur fungerar detta i praktiken?
Vad är CPU:er och GPU:er?
Det korta svaret är att CPU, en förkortning för central processing unit men även kallad “processor”, driver din dator. Det är det centrala navet för din enhet och hanterar alla processer som får den att ticka. Om du inte har en CPU, har du ingen dator, bara en toppmodern pappersvikt.
GPU:n, eller den grafiska processorenheten, även kallad ett “grafikkort”, kör grafiken som visas på din skärm. GPU:er är också avgörande för driften av din dator, utan dem skulle ingenting synas på din skärm. Som sagt, de behöver inte alltid vara en diskret, eller separat, GPU; många processorer, särskilt för bärbara datorer, har GPU:er inbyggda.
Dessa integrerade grafikkort har dock inte så mycket glädje. Om du vill köra avancerad grafik för spel eller avancerad grafisk programvara som 3D-modellerare kommer du att behöva en diskret GPU. De har bara mycket mer makt.
Var du hittar dem
Eftersom en CPU är så, ja, central, de är allestädes närvarande: det finns inte en enda digital enhet som inte kommer att ha en. Smartphones och smarta enheter kommer i allmänhet att ha mycket små som inte lägger ut mycket datorkraft, medan superdatorer kommer att ha enorma nätverk av processorer som kan göra beräkningar som skulle få din telefon att rapa på några minuter.
Diskreta GPU:er är mycket mer specialiserade. De finns i allmänhet bara i bärbara datorer och datorer som marknadsförs hos spelare – i själva verket är de den största marknaden eftersom de flesta toppmoderna spel nuförtiden kräver seriös grafisk datorkraft. Bildkonstnärer är de andra stora köparna av GPU:er eftersom de behöver rendera bilder snabbt och i detalj, något en GPU integrerad i en CPU inte kan göra i närheten av lika bra.
Det är dock inte bara spelare och artister som använder GPU:er. De används också mycket inom maskininlärning och i kryptomining, av skäl som vi kommer in på inom kort.
Hur en CPU fungerar kontra en GPU
CPU och GPU gör olika saker på grund av sättet de är byggda. En CPU kör processer seriellt – med andra ord en efter en – på var och en av sina kärnor. De flesta processorer har fyra till åtta kärnor, även om avancerade processorer kan ha upp till 64.
När datorn är igång kommer varje kärna att köra en process mer eller mindre av sig själv, som att registrera dina tangenttryckningar medan du skriver. Medan det gör det kommer andra kärnor att hantera alla andra processer du ser körs i din Windows Task Manager (eller så väntar de på att köras). Eftersom den hanterar uppgifter seriellt och dedikerar en stor del av sin processorkraft till varje uppgift, kör den – och växlar mellan att köra olika processer – blixtsnabbt.
En GPU närmar sig datoranvändning annorlunda. När en uppgift ges, kommer en GPU att dela upp den i tusentals mindre uppgifter och sedan bearbeta dem alla på en gång, så samtidigt snarare än seriellt. Detta gör GPU:er mycket mer lämpade för att hantera stora processer som består av många små delar, som 3D-grafik.
Till exempel, i ett spel är det du ser i grunden ett fält av polygoner. Varje polygon fylls i individuellt av GPU:er samtidigt, och med tanke på att det kan finnas tusentals av dem är det faktiskt ganska imponerande hur smidigt GPU:er kan göra det. Du kan till och med se det själv när din GPU inte fungerar medan du spelar, eftersom du får stora block av texturer på din skärm.
När ska man använda en CPU vs. en GPU
Eftersom de fungerar så olika har CPU:er och GPU:er väldigt olika applikationer. Seriell bearbetning är det som får en dator att ticka. Om du försökte köra en dator med samtidiga processer skulle det inte fungera särskilt bra eftersom det är svårt att dela upp när du skriver en uppsats eller kör en webbläsare. CPU:er kan ägna mycket kraft åt bara en handfull uppgifter – men som ett resultat kan de utföra dessa uppgifter mycket snabbare.
GPU:er, å andra sidan, är mycket effektivare än CPU:er och är därmed bättre för stora, komplexa uppgifter med mycket upprepning, som att sätta tusentals polygoner på skärmen. Om du försökte göra det med en CPU, skulle det bara stanna, om det ens fungerade alls.
GPU:er handlar inte bara om grafik
Tanken att processorer kör datorn medan grafikprocessorn kör grafiken var huggen i sten fram till för några år sedan. Fram till dess såg du sällan ett grafikkort för något annat än spel eller visuell bearbetning (3D-grafik eller bild- och videoredigering).
Men det har genomgått en drastisk förändring de senaste åren tack vare två viktiga förändringar i hur vi använder datorer. Den första är maskininlärning (även kallad djupinlärning), som kräver intensiv samtidig bearbetning på grund av hur den hanterar data.
Som den här artikeln förklarar mycket mer i detalj går varje bit av information som bearbetas av en djupinlärningsalgoritm genom flera filter, så kallade vikter. Med tanke på att det finns många filter och många datapunkter skulle det ta en evighet att köra detta genom en CPU. En GPU är mycket mer lämpad för uppgiften.
GPU:er och Crypto Mining
GPU:er är också populära när man bryter efter kryptovaluta, av en liknande anledning. För att få nya mynt behöver du vanligtvis lösa en komplicerad kryptografisk ekvation som kommer att låsa upp nästa sektion av blockkedjan. Brute force är nyckelordet här, eftersom ju mer processorkraft du kastar på en av dessa ekvationer, desto större är chansen att lösa det snabbt.
GPU:er har en dubbel fördel jämfört med CPU:er eftersom de inte bara kan ge mer processorkraft tack vare att de är effektivare, de är också utrustade med specialiserade matematiska processorer, kallade Arithmetic Logic Units (ALU). ALU:er hjälper grafiken att återge snabbare men är också en skänk från gud för alla som vill lösa komplicerade matematiska problem.
Faktum är att GPU:er blev så populära bland kryptogruvarbetare att de orsakade en världsomspännande brist på grafikkort, en brist på grafikkort som knappt har minskat i skrivande stund i december 2021. Vi har kommit långt sedan de dagar då grafikkort endast användes av spelare.
