CPU versus GPU: como obter o máximo de ambas1

CPUs (Central Processing Units, unidades de processamento central) e GPUs (Graphics Processing Units, unidades de processamento gráfico) são mecanismos fundamentais de computação. No entanto, conforme as demandas de computação evoluem, as diferenças entre CPUs e GPUs se tornam menos evidentes e fica mais difícil definir quais cargas de trabalho são mais adequadas para cada uma.

Saiba quando contar com uma CPU e quando escolher uma GPU

  • As CPUs e as GPUs têm, cada uma, pontos fortes e únicos que permitem que elas desempenhem uma função essencial para atender às necessidades da computação do futuro.

  • As GPUs são parte importante dos produtos da Intel hoje, na forma de GPUs integradas e dedicadas.

  • Embora as CPUs continuem essenciais, um número crescente de cargas de trabalho de data center podem se beneficiar das GPUs.

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Seja para aplicações de aprendizagem profunda, paralelismo massivo, jogos intensos em 3D ou outra carga de trabalho exigente, os sistemas hoje estão sendo solicitados a fazer mais do que nunca. Uma unidade de processamento central (CPU) e uma unidade de processamento gráfico (GPU) têm funções muito diferentes. Para que são utilizadas as CPUs? Para que são utilizadas as GPUs? Saber a função que cada uma desempenha é importante ao comprar um novo computador e comparar as especificações.

O que é uma CPU?
Constituída por milhões de transistores, a CPU pode ter vários núcleos de processamento e é comumente referida como o cérebro do computador. Ela é essencial para todos os sistemas modernos de computação, pois executa os comandos e processos necessários para o seu computador e para o sistema operacional. A CPU também é importante para determinar a velocidade de execução dos programas, desde a navegação na web até a elaboração de planilhas.

O que é uma GPU?
A GPU é um processador composto por muitos núcleos menores e mais especializados. Trabalhando em conjunto, os núcleos oferecem desempenho massivo quando uma tarefa de processamento pode ser dividida executada em muitos núcleos.

Qual é a diferença entre uma CPU e uma GPU?
As CPUs e as GPUs têm muito em comum. Ambas são mecanismos essenciais de computação. Ambas são microprocessadores baseados em silício. E ambas lidam com dados. Porém, as CPUs e as GPUs possuem diferentes arquiteturas e são construídas para diferentes fins.

A CPU é adequada para uma ampla variedade de cargas de trabalho, especialmente aquelas para as quais a latência ou o desempenho por núcleo são importantes. Sendo um poderoso mecanismo de execução, a CPU concentra seu menor número de núcleos em tarefas individuais e em fazê-las rapidamente. Isso a torna especialmente bem equipada para tarefas que variam desde computação serial a execução de bases de dados.

As GPUs começaram como ASICs especializadas desenvolvidas para acelerar tarefas específicas de renderização 3D. Ao longo do tempo, esses mecanismos de função fixa se tornaram mais programáveis e flexíveis. Apesar de os gráficos e as imagens cada vez mais realistas dos principais jogos atuais ainda serem sua principal função, as GPUs evoluíram para se tornarem também processadores paralelos de fins gerais, lidando com uma crescente variedade de aplicativos.

O que são gráficos integrados?
Os gráficos integrados ou compartilhados são construídos no mesmo chip que a CPU. Certas CPUs podem vir com uma GPU integrada, ao invés de depender de uma placa gráfica dedicada ou discreta. Também chamados às vezes de IGPs, ou processadores gráficos integrados, eles compartilham memória com a CPU.

Os processadores gráficos integrados oferecem vários benefícios. Sua integração com as CPUs permite que eles ofereçam benefícios de espaço, custos e eficiência energética em comparação com processadores gráficos dedicados. Eles proporcionam a potência para lidar com o processamento de dados e instruções relacionados aos gráficos para tarefas comuns como explorar a web, transmitir filmes em 4K e jogos casuais.

Esse sistema é mais frequentemente empregado com dispositivos para os quais um tamanho compacto e eficiência energética são importantes, como notebooks, tablets, smartphones, e alguns desktops.

Acelerando a aprendizagem profunda e a IA
Hoje, as GPUs executam um número crescente de cargas de trabalho, como aprendizagem profunda e inteligência artificial (IA). Para treinamento de aprendizagem profunda com várias camadas de rede neural ou em conjuntos massivos de determinados dados, como imagens 2D, uma GPU ou outros aceleradores são ideais.

Os algoritmos de aprendizagem profunda foram adaptados para usar uma solução acelerada pela GPU, ganhando um aumento significativo no desempenho e trazendo o treinamento de vários problemas reais para uma escala exequível e viável pela primeira vez.

Com o tempo, as CPUs e as bibliotecas de software executadas nelas evoluíram para se tornarem muito mais capazes para tarefas de aprendizagem profunda. Por exemplo, por meio de amplas otimizações de software e da adição de hardware de IA dedicado, como o Intel® Deep Learning Boost (Intel® DL Boost) nos mais recentes processadores escaláveis Intel® Xeon®, os sistemas baseados em CPU apresentaram melhorias no desempenho de aprendizagem profunda.

Para muitas aplicações, como alta definição, 3D e aprendizagem profunda não baseada em imagem sobre idioma, texto e dados de séries temporais, as CPUs se destacam. As CPUs podem suportar capacidades de memória muito maiores do que até mesmo as melhores GPUs podem atualmente para modelos complexos ou aplicações de aprendizagem profunda (por exemplo, detecção de imagem 2D).

A combinação de CPU e GPU, em conjunto com RAM suficiente, oferece um excelente ambiente de testes para aprendizagem profunda e IA.

Décadas de liderança no desenvolvimento de CPU
A Intel tem uma longa história na inovação de CPU, iniciando em 1971 com a introdução do 4004, o primeiro microprocessador comercial totalmente integrado em um único chip.

Hoje, as CPUs Intel® permitem que você construa a IA que deseja, onde você deseja, com a arquitetura x86 que você conhece. Desde processadores escaláveis Intel® Xeon® de alto desempenho no data center e na nuvem até processadores Intel® Core™ com eficiência energética na borda, a Intel oferece uma CPU para atender a qualquer necessidade.

O desempenho inteligente dos processadores Intel® Core™ da 11ª Geração
Os processadores Intel® Core™ da 11ª Geração aproveitam a tecnologia de processo refinada da Intel e a arquitetura reprojetada do núcleo, a arquitetura totalmente nova dos gráficos, bem como as instruções de IA integradas para proporcionar desempenho e experiências otimizadas de maneira inteligente.

Os sistemas com processadores Intel® Core™ da 11ª Geração apresentam os gráficos Intel® Iris® Xe mais recentes. Unidades de fatores de forma selecionadas como notebooks ultra-finos também incluirão a primeira unidade de processamento gráfico (GPU) dedicada com a arquitetura Intel Xe. Com os gráficos dedicados Intel® Iris® Xe MAX, você obtém um grande avanço em notebooks finos e leves, bem como um maior desempenho e novas capacidades para criação de conteúdo e jogos aprimorados.

Os gráficos Intel® Iris® Xe apresentam IA com Intel® Deep Learning Boost, para uma melhor criação de conteúdo e edição de fotos e de vídeo, além de uma arquitetura de baixo consumo de energia para maior autonomia da bateria, permitindo a você projetar e realizar multitarefa.

GPUs dedicadas Intel
A Intel oferece duas opções de GPUs dedicadas baseadas na arquitetura Intel Xe .

Os gráficos Intel® Iris® Xe MAX são a primeira unidade de processamento gráfico dedicada para notebooks finos e leves baseados na arquitetura Intel Xe. Otimizados para emparelhar com processadores Intel® Core™ da 11ª Geração, você ganha ainda mais desempenho e novas capacidades para criação de conteúdo aprimorada e jogos.

A GPU Intel® Server é uma unidade de processamento gráfica dedicada para data centers baseada na nova arquitetura Intel Xe. Projetada para escalar exponencialmente, a GPU Intel® Server leva experiências de jogos Android, transcodificação e codificação de mídia, e transmissão de vídeo over the top (OTT) a novos patamares.

Hoje, a questão não é mais CPU versus GPU. Mais do que nunca, você precisa de ambas as opções para atender às suas demandas variadas de computação. Os melhores resultados são alcançados quando a ferramenta certa é usada para a tarefa.

Da CPU versus GPU até a CPU com GPU

Quer esteja procurando aprimorar a jogabilidade ou esteja explorando a aprendizagem profunda ou o paralelismo massivo, os processadores Intel® oferecem a potência de CPU e as capacidades que você precisa para uma ótima experiência de computação.

O mais recente membro da família

Os processadores Intel® Core™ da 11ª Geração permitem que você trabalhe, jogue e crie de forma rápida e perfeita.

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Informações de produto e desempenho

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Os resultados de benchmark foram obtidos antes da implementação de patches de software e atualizações de firmware destinadas a solucionar violações referentes a "Spectre" e "Meltdown". A implementação dessas atualizações pode tornar estes resultados inaplicáveis para seu dispositivo ou sistema.

O desempenho varia de acordo com o uso, a configuração e outros fatores. Saiba mais em www.Intel.com.br/PerformanceIndex.