CPU vs GPU ¿CUÁL ES MÁS IMPORTANTE?

CPU vs GPU ¿CUÁL ES MÁS IMPORTANTE?

Ya se volvió costumbre el hecho de que la mayoría pone en primer plano al microprocesador a la hora de elegir los componentes para armar una PC o de comprarla ya ensamblada. El microprocesador o CPU (Central Processing Unit) es el cerebro de la computadora, por lógica es uno de los componentes primordiales de todo ordenador, pero resulta que en la vida la inteligencia no es todo, y esto aplica para el universo de las computadoras también.

El CPU es un procesador que está hecho para propósitos generales, éste puede en principio ejecutar cualquier proceso computacional, pero no necesariamente de la manera más óptima para cualquier tipo de proceso. Es posible realizar procesamiento de gráficos en un CPU, pero sin duda alguna no producirá ni por lejos resultados con la rapidez de un GPU programado específicamente para esa tarea.

La Unidad de Procesamiento Gráfico (GPU por sus siglas en inglés) es un procesador diseñado con propósito especial, optimizado para cálculos comúnmente requeridos por gráficos de computadora, particularmente por instrucciones del tipo SIMD. Los GPUs son la base del funcionamiento de las tarjetas gráficas y de los procesadores gráficos integrados.

Las instrucciones SIMD (del inglés Single Instruction, Multiple Data, en español: "una instrucción, múltiples datos") es un tipo de técnica empleada para realizar operaciones altamente repetitivas para conseguir paralelismo de datos. Este tipo de operaciones se basa en un controlador común que manda una instrucción a varios núcleos pequeños para que estos la ejecuten, cada uno con distintos conjuntos de datos, logrando así una sincronización en todas las unidades de procesamiento.




El ingeniero y el ejército de obreros



Existe una analogía perfecta para explicar la diferencia entre el microprocesador y el GPU, que es la del ingeniero y el ejército de obreros. Ésta expone el siguiente caso:

Se ha planeado la construcción de un moderno edificio de 30 niveles, y la empresa constructora decide gastar todo el presupuesto destinado a personal en la contratación del mejor ingeniero civil del mundo para que construya al edificio. El ingeniero es un maestro que entiende a la perfección los planos y además domina todas las técnicas de construcción y sabe dónde y cómo colocar cada una de las millones de piezas en todo el edificio. Con esta estrategia la empresa construiría un excelente edificio pero se tardaría cientos de años en hacerlo ya que solo posee a un obrero y director del proyecto, que es el mismo ingeniero.

En un caso distinto la empresa constructora decide gastar todo el presupuesto destinado a personal en la contratación del ejército de obreros más grande en la historia. Pero sin un ingeniero que dirija la obra les es imposible erigir el edificio de 30 niveles. 

Podemos ver entonces que para una tarea como la construcción de un edificio el ingeniero necesita de los obreros y viceversa. Podemos entonces usar esta analogía para explicar la diferencia entre el CPU y GPU, si entendemos que:

-El proyecto de construcción son todos los efectos, shaders y texturas que se necesitan procesar en una aplicación de gráficos computacionales.

-El ingeniero es el CPU debido a su amplio conocimiento en la materia y entendimiento total de los planos (capacidad de ejecutar cualquier proceso computacional).

-El ejército de obreros es el GPU ya que consta de cientos de trabajadores que en gran número trabajan coordinadamente, cada uno con su respectiva función para una tarea común (paralelismo de datos en instrucciones SIMD).

La representación de gráficos computacionales es una actividad que requiere de mucha “fuerza bruta”, pues son necesarios tantos núcleos como sea posible trabajando simultáneamente y con una gran rapidez, siempre bajo la dirección de un controlador que mande las instrucciones correspondientes.



Con lo anterior queda claro que la GPU siempre dependerá de un CPU que le indique lo que tiene que hacer, y que un CPU puede hacer las mismas tareas que una GPU pero decenas o cientos de veces más lento. Existen casos en donde la GPU es innecesaria como por ejemplo en los conjuntos de instrucciones AVX o Advanced Vector Extensions, que son operaciones matemáticas de punto flotante intensivas. Este caso podemos compararlo con la solución de un cubo rubik, en donde podríamos tener a millones de obreros tratando de resolver un mismo cubo rubik lo cual podría resultar inútil e ineficiente, pues basta con un genio habilidoso para colocar las 4 caras de un solo color en tiempo récord.


¿En cuál debo de invertir más?


Como todo en esta vida, lo que gastemos tiene que ser acorde a lo que necesitemos. Una computadora es un dispositivo multiusos y puede ser utilizada tanto para entretenimiento como para trabajo y de esas dos funciones se derivan muchas otras. A continuación presentamos los casos más comunes en los cuales recomendamos invertir más en un buen microprocesador o en un buen GPU dependiendo del caso.


Es recomendable invertir más en un buen CPU si vas a utilizar tu computadora para:

-Compilación de datos

-Modelado financiero

-Simulación de procesos físicos para estudio científico

-Codificación de video

-Compresión y descompresión de archivos

-Minería de datos

Es recomendable invertir más en una buena GPU si vas a utilizar tu computadora para:

-Representación de gráficos 3D

-Juegos de video

-Reproducción de video en altas resoluciones

-Videovigilancia

Es recomendable invertir en un buen CPU y también en una buena GPU si vas a utilizar tu computadora para:

-Los juegos de video más modernos que son intensivos en el uso del CPU

-Realidad virtual

-Renderización de video

-Creación de contenido 3D en altas resoluciones

-Programas de diseño gráfico como Photoshop y otro software de edición de imágenes que poseen aceleración por hardware



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Posteado el 20/06/2016 Hardware 0 6459

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