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一口氣讀懂CPU、GPU、AI芯片、GPGPU、DPU的區(qū)別
2026-01-14
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我們先把電腦想象成一個(gè)大公司,公司里要干活就得有人干活,這些“人”就是芯片。
1、CPU —— 公司老總(萬能但只有一個(gè))
類比:CPU 就像公司里最聰明的老總,一個(gè)超級(jí)大腦。 他什么都會(huì)干:寫郵件、算賬、管人、開會(huì)、做PPT……樣樣精通。 但問題來了:老總只有一個(gè)人!公司幾千件事都要他親自干,他再牛也忙不過來。 所以CPU的特點(diǎn)是“串著干活”,一條指令做完再做下一條,特別聰明但特別慢當(dāng)活太多的時(shí)候。 現(xiàn)在的電腦、手機(jī)里一般有4核、8核、16核CPU,相當(dāng)于請(qǐng)了4~16個(gè)老總一起干活,但還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
2、GPU —— 上千個(gè)民工(干同一種粗活超快)
類比:GPU 就像包工頭一下帶了2000個(gè)民工去砌墻。 每個(gè)民工都不聰明,只能干最簡(jiǎn)單的“搬磚-放磚-抹水泥”這一套動(dòng)作。 但2000個(gè)人一起干呢?一天就能砌好一棟樓! 所以GPU特別適合“成千上萬個(gè)簡(jiǎn)單重復(fù)的計(jì)算同時(shí)進(jìn)行”。 玩3A游戲?yàn)槭裁葱枰蔑@卡?因?yàn)橛螒蚶镆瑫r(shí)算幾百萬個(gè)像素的光影、反射、爆炸特效……這些都是“同一類簡(jiǎn)單計(jì)算”,GPU一口氣全算完,畫面就絲滑了。
3:GPGPU —— 讓民工去干精細(xì)活(GPU的進(jìn)化)
最早GPU只能打游戲,后來聰明人發(fā)現(xiàn):
“這2000個(gè)民工這么能干,干嘛只讓他們砌墻?能不能讓他們?nèi)ニ憧茖W(xué)計(jì)算、挖比特幣、訓(xùn)練AI?”
于是就有了GPGPU(General-Purpose GPU,意思是“通用GPU”。 2006年NVIDIA推出CUDA以后,程序員終于能方便地命令這2000個(gè)民工去干以前只有老總(CPU)能干的復(fù)雜活。 現(xiàn)在所有現(xiàn)代GPU默認(rèn)都是GPGPU了,這個(gè)詞反而很少單獨(dú)提了。
4:AI芯片 —— 專門給AI打下手的超級(jí)算力怪獸
現(xiàn)在最火的ChatGPT、Midjourney、文心一言、Sora……全靠AI芯片訓(xùn)練和運(yùn)行。 AI芯片其實(shí)分兩類:
A. 訓(xùn)練芯片(最燒錢)
代表:NVIDIA H100、A100、華為昇騰910B、谷歌TPU v5 類比:這是蓋100層摩天大樓需要的超級(jí)大工地,要成千上萬的民工(算力核心)一起干幾年。 一張H100賣30多萬人民幣,還買不到,就是這種。
B. 推理芯片(用AI時(shí)用的)
代表:手機(jī)里的NPU(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器)、蘋果的Neural Engine、英偉達(dá)Jetson系列 類比:大樓蓋好了,保安、電梯、燈全自動(dòng)運(yùn)行,這就靠推理芯片。 AI芯片和GPU長(zhǎng)得很像(都是幾千上萬個(gè)小核心),但內(nèi)部電路專門為矩陣乘法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過,比普通GPU跑AI快幾十倍,還省電。
5:DPU —— 網(wǎng)管 + 保安 + 保潔(數(shù)據(jù)中心的新物種)
類比:一個(gè)超級(jí)大數(shù)據(jù)中心就像一個(gè)10萬人居住的小區(qū)。 CPU = 小區(qū)主任(啥都管,但忙死) GPU = 建筑工人(干重活) DPU = 專門請(qǐng)來的“物業(yè)公司”! DPU(Data Processing Unit 數(shù)據(jù)處理單元)專門干以下臟活累活: 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的收發(fā)、轉(zhuǎn)發(fā)、加密解密 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的壓縮、去重、備份 虛擬化、安全防火墻、負(fù)載均衡…… 把這些事從CPU手里搶過來以后,CPU終于能專心跑真正的程序了。 代表產(chǎn)品:NVIDIA BlueField系列、Intel IPU、阿里云含光800(部分功能)、華為昇騰310(也做DPU) 以后云服務(wù)器都會(huì)標(biāo)配DPU,就像現(xiàn)在都標(biāo)配GPU一樣。
總結(jié)表格
名字 | 類比 | 擅長(zhǎng)干啥 | 典型場(chǎng)景 |
CPU | 公司老總 | 什么都會(huì),但就那么幾個(gè)人 | 運(yùn)行軟件、辦公、編程 |
GPU | 2000個(gè)民工 | 成千上萬相同的簡(jiǎn)單計(jì)算 | 打游戲、渲染視頻、挖礦 |
GPGPU | 民工開始干精細(xì)活 | 上面說的都能干(現(xiàn)在默認(rèn)就是) | 科學(xué)計(jì)算、早期AI訓(xùn)練 |
AI芯片 | 專為AI優(yōu)化的民工團(tuán) | 矩陣乘法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算得飛快 | ChatGPT訓(xùn)練、手機(jī)AI拍照 |
DPU | 物業(yè)公司 | 管網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、安全,讓CPU休息 | 阿里云、谷歌云、5G基站 |
總結(jié):CPU是萬能老總,GPU是人多力量大,AI芯片是GPU的加強(qiáng)版專門打AI,DPU是幫老總打雜的新員工。
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