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在計算機體系結(jié)構(gòu)中,CPU 是對計算機的所有硬件資源(如存儲器、輸入輸出單元) 進行控制調(diào)配、執(zhí)行通用運算的核心硬件單元。CPU 是計算機的運算和控制核心。計算機系統(tǒng)中所有軟件層的操作,終都將通過指令集映射為CPU的操作。
由于CPU訪問內(nèi)存以得到指令或數(shù)據(jù)的時間要比執(zhí)行指令花費的時間長很多,因此在CPU內(nèi)部提供了一些用來保存關(guān)鍵變量、臨時數(shù)據(jù)等信息的通用寄存器。所以,CPU需要提供 一些特定的指令,使得可以從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)存入寄存器以及可以將寄存器數(shù)據(jù)存入內(nèi)存。
因為CPU有大量的緩存和復(fù)雜的邏輯控制單元,因此它非常擅長邏輯控制、串行的運算。相比較而言,GPU因為有大量的算術(shù)運算單元,因此可以同時執(zhí)行大量的計算工作,它所擅長的是大規(guī)模的并發(fā)計算, 計算量大但是沒有什么技術(shù)含量,而且要重復(fù)很多次。這樣一說,我們利用GPU來提高程序運算速度的方法就顯而易見了。使用CPU來做復(fù)雜的邏輯控制,用GPU來做簡單但是量大的算術(shù)運算,就能夠大大地提高程序的運行速度。
CPU有強大的算術(shù)運算單 元,可以在很少的時鐘周期內(nèi)完成算術(shù)計算。同時,有很大的緩存可以保存很多數(shù)據(jù)在里面。此外,還有復(fù)雜的邏輯控制單元,當程序有多個分支的時候, 通過提供分支預(yù)測的能力來降低延了時。GPU是基于大的吞吐量設(shè)計,有很多的算術(shù)運算單元和很少的緩存。同時GPU支持大量的線程同時運行,如果他們需要訪問同一個數(shù)據(jù),緩存會合并這些訪問,自然會帶來延了時的問題。盡管有延了時,但是因為其算術(shù)運算單元的數(shù)量龐大,因此能夠達到一個非常大的吞吐量的效果。
CPU控制技術(shù)的主要形式,選擇控制。集中處理模式的操作,是建立在具體程序指令的基礎(chǔ)上實施,以此滿足計算機使用者的需求,CPU 在操作過程中可以根據(jù)實際情況進行選擇,滿足用戶的數(shù)據(jù)流程需求。 指令控制技術(shù)發(fā)揮的重要作用。根據(jù)用戶的需求來擬定運算方式,使數(shù)據(jù)指令動作的有序制定得到良好維持。CPU在執(zhí)行當中,程序各指令的實施是按照順利完成,只有使其遵循一定順序,才能保證計算機使用效果。CPU 主要是展開數(shù)據(jù)集自動化處理,其 是實現(xiàn)集中控制的關(guān)鍵,其核心就是指令控制操作。