服务器CPU和GPU深度对比

众所周知，CPU和GPU都是支撑服务器性能的重要部件，但是很多人都困惑自己的设备到底需要CPU还是GPU？这两款服务器处理器虽然差别很大，但也有一定的协同作用。今天我们就来探讨一下服务器CPU和GPU的区别。

CPU 和 GPU 之间的主要区别是什么？

CPU 由数百万个晶体管组成，是现代系统不可或缺的一部分，因为它执行计算机、服务器和操作系统所需的命令和进程。CPU 适用于范围广泛的工作负载，尤其是那些需要低延迟和每个内核性能的工作负载。任何专用服务器都会配备一个、两个或四个 CPU 来执行操作系统的基本处理。作为一个强大的执行引擎，CPU的主要工作原理是集中相对较少的内核来处理单个任务。

与服务器CPU不同，GPU是由更小、更专业的内核组成的处理器，可以跨多个内核同时处理一个任务，为服务器提供强大的图像处理和并行处理性能。GPU 的时钟速度可能低于现代 CPU，但芯片上有许多密集的内核。这是 CPU 和 GPU 之间最明显的区别之一。GPU最初是为游戏而开发的，现在它的功能更广泛地应用于其他领域，比如AI、高性能服务器等。

CPU逻辑运算单元少，控制器占比大；GPU 逻辑运算单元小但数量多，控制器功能简单，缓存少。GPU虽然在单个计算单元的处理性能上弱于CPU，但是可以有大量的计算单元同时工作，在面对高密度计算时性能优于CPU。简而言之，CPU擅长协调整体的复杂运算，而GPU擅长对大数据进行简单运算。

服务器CPU与GPU应用对比

服务器CPU和GPU的处理能力不同，应用的广度和深度也不同。虽然GPU比CPU有更广泛的应用，但我们无法准确比较哪个更好。事实上，在某些时候，他们可以一起工作。

服务器 GPU 是否与 CPU 一起工作？

CPU 和 GPU 的协作可以提高应用程序内的数据吞吐量和并发计算。它们按照主程序在 CPU 上运行的原则协同工作，而 GPU 通过允许应用程序内的重复计算并发运行来补充 CPU 架构。打个比方，CPU就像是整个系统的任务管理器，协调整体的计算范围，而GPU则执行更精细的专业任务。与 CPU 相比，GPU 可以利用并行计算性能在相同的时间内完成更多的工作。同时配备CPU和GPU的服务器具有更高的计算性能和数据吞吐量，可以有效提高数据处理效率。

在服务器中 GPU 比 CPU 更重要吗？

要了解CPU和GPU的重要性，首先要知道它们各自的应用特点。GPU服务器是指配备了可以同时运行数千个并行线程的显卡的服务器。为了更好地适应互联网网络的进步，越来越多配备GPU的高性能服务器出现在数据中心，这极大地体现了GPU在多种处理性能上的优势。提高了数据传输效率，为企业带来更高的投资回报。

与服务器GPU带来的性能提升相比，CPU作为服务器必备组件同样重要。无论是高性能服务器，普通服务器，还是电脑，CPU都是必不可少的。服务器 CPU 可以在协调整个系统的同时执行复杂的任务。通常，数据库查询和数据处理也受其控制。

为什么GPU不独立运行操作系统？

GPU 对操作系统有一些限制。主要限制之一是 GPU 中的所有内核只能同时处理相同的操作，称为 SIMD（单指令多数据）。因此，如果您要进行 1,000 次类似的计算，例如破解密码哈希，GPU 可以将每条指令分成不同的线程在其内核中进行计算。但是，如果CPU和显卡用于内核操作，比如写文件到磁盘，打开新的索引指针，控制系统状态等，就会慢很多。

与 CPU 相比，GPU 有更多的操作延迟，因为它们的内存计算更多，速度更慢。并且CPU的传输和反应时间对于单条快速指令的设计来说更短。打个同样的线路类比，开车是单指令快，地铁或公交是单指令多数据，因为地铁和公交容量大，可以处理一个时间点的大量需求。所以GPU在带宽方面做了一定程度的调优，这也是它适合大规模并行处理的另一个原因。

概括

CPU和GPU都是数据中心服务器的关键计算引擎，指的是服务器或计算机中基于芯片的微处理器。CPU 和 GPU 的共同点是它们都为数据处理工作，但它们仍然具有不同的架构和内置用途。CPU是单指令快的，GPU是单指令多线程的，这也决定了它们之间不同的应用场景。服务器离不开CPU，而GPU用于数据中心的高性能服务器和更高密度的数据处理应用。