Η γνώση της διαφοράς μεταξύ CPU, GPU, APU και NPU αποτελεί σημαντικό πλεονέκτημα κατά την αγορά ενός νέου υπολογιστή. Μπορεί ακόμη και να σας εξοικονομήσει χρήματα. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα αν σκοπεύετε να κατασκευάσετε τον υπολογιστή σας. Ξεκινάμε το σύντομο οδηγό μας “Η διαφορά μεταξύ APU, CPU, GPU και NPU”.
Οι τέσσερις τεχνολογίες συχνά ομαδοποιούνται, αλλά επιτελούν ξεχωριστούς ρόλους. Ποια ακριβώς είναι λοιπόν η διαφορά μεταξύ μιας CPU, GPU, APU και NPU;
Κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU = Central Processing Unit)
Η κεντρική μονάδα επεξεργασίας, ή CPU, είναι ο κύριος εγκέφαλος του υπολογιστή. Στους πρώτους υπολογιστές, η CPU ήταν κατανεμημένη σε πολλά τσιπ. Ωστόσο, για να βελτιωθεί η αποτελεσματικότητα και να μειωθεί το κόστος κατασκευής, η CPU περιέχεται πλέον σε ένα μόνο τσιπ. Αυτές οι μικρότερες ΚΜΕ αναφέρονται επίσης ως μικροεπεξεργαστές.
Η μείωση του αποτυπώματος της ΚΜΕ μας επέτρεψε επίσης να σχεδιάζουμε και να παράγουμε μικρότερες και πιο συμπαγείς συσκευές. Οι επιτραπέζιοι υπολογιστές μπορούν να βρεθούν ως συσκευές “όλα-σε-ένα”, οι φορητοί υπολογιστές συνεχίζουν να γίνονται λεπτότεροι αλλά και πιο ικανοί και ορισμένα smartphones είναι πλέον πιο ισχυρά από τα παραδοσιακά τους αντίστοιχα.
Η CPU εκτελεί τις βασικές υπολογιστικές διεργασίες του υπολογιστή σας. Οι εντολές που είναι αποθηκευμένες στη μνήμη RAM της συσκευής σας αποστέλλονται στην ΚΜΕ για εκτέλεση. Πρόκειται για ένα σύστημα τριών τμημάτων που αποτελείται από τα στάδια Fetch (Λήψη), Decode (Αποκωδικοποίηση) και Execute (Εκτέλεση). Σε γενικές γραμμές, αυτό σημαίνει λήψη εισόδων, κατανόησή τους και δημιουργία της επιθυμητής εξόδου.
Χρησιμοποιώντας αυτό, η CPU σας βοηθά στα πάντα, από τη φόρτωση του λειτουργικού σας συστήματος μέχρι το άνοιγμα προγραμμάτων και ακόμη και την εκτέλεση υπολογισμών λογιστικών φύλλων. Οι λειτουργίες που απαιτούν πολλούς πόρους, όπως τα βιντεοπαιχνίδια, επιβαρύνουν περισσότερο την ΚΜΕ σας, γι’ αυτό και οι δοκιμές συγκριτικής αξιολόγησης εκτελούνται συνήθως με βάση τα πρότυπα παιχνιδιών.
Οι CPU διατίθενται σε πολλές παραλλαγές, από ενεργειακά αποδοτικά τσιπ ενός πυρήνα έως τσιπ πολλαπλών πυρήνων κορυφαίας απόδοσης. Η Intel χρησιμοποιεί την τεχνολογία Hyper-Threading για να κάνει μια τετραπύρηνη CPU να ενεργεί σαν να είναι οκταπύρηνη. Αυτό συμβάλλει στο να αποσπάσετε τη μεγαλύτερη δυνατή ισχύ και αποδοτικότητα από τη CPU σας.
Μονάδα επεξεργασίας γραφικών (GPU = Graphics Processing Unit)
Παρά τις προόδους που έχουν γίνει με τις CPU, εξακολουθούν να έχουν ελλείψεις, δηλαδή τα γραφικά. Οι ΚΜΕ λαμβάνουν δεδομένα εισόδου και τα επεξεργάζονται με γραμμικά βήματα. Ωστόσο, η επεξεργασία γραφικών απαιτεί την ταυτόχρονη επεξεργασία πολλαπλών δεδομένων. Η μονάδα επεξεργασίας γραφικών (GPU) μειώνει την επιβάρυνση της CPU και βελτιώνει τις επιδόσεις βίντεο.
Οι περισσότεροι υπολογιστές και φορητοί υπολογιστές είναι εξοπλισμένοι με CPU και GPU, αλλά αυτό δεν συμβαίνει πάντα. Ορισμένες φορές, ειδικά στις χαμηλότερες κατηγορίες τιμών, ο υπολογιστής σας διαθέτει ενσωματωμένα γραφικά αντί για ειδική GPU.
Η GPU και η CPU εκτελούν παρόμοιες λειτουργίες, αλλά ο τρόπος με τον οποίο τις εκτελούν διαφέρει. Η παράλληλη δομή της GPU είναι ειδικά προσαρμοσμένη για τον σκοπό της. Αυτό βοηθά τη μονάδα να επιτύχει τα δισεκατομμύρια υπολογισμών ανά δευτερόλεπτο που απαιτούνται για το παιχνίδι και την αναπαραγωγή βίντεο. Η GPU βρίσκεται συχνά σε ξεχωριστή κάρτα γραφικών, η οποία διαθέτει επίσης τη δική της μνήμη RAM.
Αυτό επιτρέπει στην κάρτα να αποθηκεύει τα δεδομένα που παράγει. Επίσης, χάρη σε αυτή την ενσωματωμένη μνήμη RAM, η GPU μπορεί να δημιουργήσει ένα buffer, αποθηκεύοντας ολοκληρωμένες εικόνες μέχρι να τις εμφανίσετε. Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο όταν παρακολουθείτε βίντεο, για παράδειγμα.
Καθώς αυτές οι κάρτες αντικαθίστανται εύκολα, συχνά θεωρούνται ως μία από τις καλύτερες αναβαθμίσεις που μπορείτε να κάνετε στον υπολογιστή σας. Οι κάρτες γραφικών υψηλών επιδόσεων έχουν συνήθως αντίστοιχη τιμή. Ωστόσο, υπάρχουν και κάρτες γραφικών για φτηνό gaming, δίνοντας μια επιλογή για κάθε προϋπολογισμό.
Διαβάστε και το άρθρο μας: “Επιλογή της σωστής GPU για Rendering: Ολοκληρωμένος οδηγός“
Μονάδα επιταχυνόμενης επεξεργασίας (APU = Accelerated Processing Unit)
Για να μειώσουν το φυσικό μέγεθος και το κόστος κατασκευής, οι κατασκευαστές συνδυάζουν ηλεκτρονικά εξαρτήματα σε ενιαία τσιπ, γνωστά ως System-on-a-Chip (SoC).
Σε αυτόν τον σχεδιασμό, όλα τα κύρια ηλεκτρονικά στοιχεία συνδυάζονται σε ένα μόνο κύβο. Αυτό επέτρεψε την ανάπτυξη υπολογιστικών συσκευών και smartphones χαμηλού κόστους. Παράλληλα με αυτά τα σχέδια SoC, η ARM Holdings ανέπτυξε τους επεξεργαστές ARM, μια μονάδα επεξεργασίας για κινητά πρώτα.
Οι APUs ακολουθούν την ίδια φιλοσοφία σχεδιασμού ολοκληρωμένων κυκλωμάτων των SoCs που συνδυάζει πολλαπλά τσιπ διαφορετικών λειτουργιών σε ένα μόνο τσιπ. Ωστόσο, σε αντίθεση με τα SoC, οι APU συνδυάζουν την CPU και την GPU σε ένα μόνο τσιπ για να σχηματίσουν μια συνδυασμένη μονάδα επεξεργασίας. Αυτό όχι μόνο μειώνει το κόστος, αλλά βελτιώνει και την αποδοτικότητα. Η ελαχιστοποίηση της φυσικής απόστασης μεταξύ των δύο επιτρέπει ταχύτερη μεταφορά δεδομένων και αυξημένες επιδόσεις.
Deeper diving…
Καθώς οι GPU είναι βελτιστοποιημένες για ταχύτερους υπολογισμούς, η CPU μπορεί να μεταφέρει μέρος της εργασίας στην GPU. Σε μια ξεχωριστή ρύθμιση, τα κέρδη αποδοτικότητας από αυτόν τον καταμερισμό φορτίου θα υπονομεύονταν από τη φυσική απόσταση και τις ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων μεταξύ των δύο. Ωστόσο, η APU καθιστά αυτά τα κέρδη δυνατά.
Παρ’ όλα αυτά, μια APU δεν παρέχει την ίδια απόδοση με μια αποκλειστική CPU και GPU. Αντιθέτως, μια αποκλειστική CPU και GPU είναι καλύτερο να θεωρούνται ως ένα βήμα προς τα πάνω από τις APU. Αυτό καθιστά τις APU μια προσιτή αναβάθμιση για όσους επιθυμούν να αναβαθμίσουν τους υπολογιστές τους.
Η κατασκευάστρια εταιρεία επεξεργαστών AMD επινόησε τον όρο APU για να βοηθήσει στη διαφοροποίηση μεταξύ της σειράς επεξεργαστών της με ενσωματωμένη GPU. Ωστόσο, δεν ήταν οι μόνοι που συνδύαζαν επεξεργαστές με αυτόν τον τρόπο. Η Intel άρχισε επίσης να ενσωματώνει την CPU και την GPU. Παρόλα αυτά, η Intel δεν έχει χρησιμοποιήσει ποτέ τον όρο APU. Αναφέρονται πάντα απλά ως CPU με ενσωματωμένα γραφικά.
Μονάδα νευρωνικής επεξεργασίας (NPU = Neural Processing Unit)
Μια NPU είναι ένας ειδικός επεξεργαστής που χρησιμοποιείται για τον χειρισμό φόρτων εργασίας τεχνητής νοημοσύνης (AI) και μηχανικής μάθησης (ML), όπως η αναγνώριση ομιλίας και η ανίχνευση αντικειμένων. Οι NPU μπορούν να επεξεργάζονται παράλληλα μεγάλες ποσότητες δεδομένων, παρόμοια με μια GPU, αλλά είναι καταλληλότερες για εργασίες επεξεργασίας AI και ML.
Παρόμοια με τον τρόπο με τον οποίο μια GPU βελτιώνει τις εργασίες επεξεργασίας και απόδοσης βίντεο της συσκευής σας, μια NPU κάνει το ίδιο, αλλά για φόρτους εργασίας AI και ML. Εκτός από τις υψηλές δυνατότητες επεξεργασίας, οι NPU είναι καταλληλότερες για εργασίες AI και ML επειδή μπορούν να το κάνουν με μεγαλύτερη απόδοση και χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας, σε αντίθεση με τις CPU και τις GPU.
Κατά τα λοιπά…
Οι GPU χρησιμοποιούνται επίσης για εργασίες επεξεργασίας AI και ML λόγω των δυνατοτήτων παράλληλης επεξεργασίας τους. Ωστόσο, οι NPUs είναι καταλληλότερες λόγω των εξειδικευμένων βελτιστοποιήσεων υλικού τους, οι οποίες έχουν ως αποτέλεσμα την ανώτερη αποδοτικότητα στις λειτουργίες νευρωνικών δικτύων.
Ενώ μια NPU μπορεί να φαίνεται σαν ένας νέος όρος, αυτά τα τσιπ βρίσκονται ήδη σε σύγχρονους υπολογιστές και smartphones. Ωστόσο, οι NPU κερδίζουν την προσοχή της κοινής γνώμης λόγω της έκρηξης της τεχνητής νοημοσύνης.
Διαβάστε και το άρθρο μας: Πώς ένα NPU Θα βελτιώσει το επόμενο Laptop ή PC σας
Τώρα που καλύψαμε τις κύριες μονάδες επεξεργασίας, γνωρίζετε ότι υπάρχουν πολλές επιλογές για τον υπολογιστή σας. Αν επιλέξετε ξεχωριστή CPU και GPU, πιθανότατα θα ξοδέψετε περισσότερα χρήματα, αλλά θα έχετε και πιο σημαντικά κέρδη επιδόσεων.
Η επιλογή μιας APU είναι ένας συμβιβασμός μεταξύ προϋπολογισμού και επιδόσεων. Αν αυτή τη στιγμή χρησιμοποιείτε ενσωματωμένα γραφικά, μια APU είναι μια αξιόλογη αναβάθμιση που δεν θα σας κοστίσει. Σε αντίθεση με τις CPU και τις GPU, δεν έχετε πολλές επιλογές όταν επιλέγετε μια NPU, επειδή είναι συνήθως ενσωματωμένη στην CPU, όπως οι επεξεργαστές Snapdragon X Elite της Qualcomm ή οι επεξεργαστές Core Ultra της Intel.
Μπορείτε να κατεβάσετε επίσης δωρεάν, πολύ ενδιαφέροντα e-books που έφτιαξα σχετικά με τη δημιουργία websites αλλά και για γλώσσες προγραμματισμού, εδώ στα free downloads.
