概念：

CPU全称是central processing unit，CPU是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算和控制核心，它的主要功能是解释计算机指令和处理计算机软件中的数据。

GPU全称是graphics processing unit，GPU是将计算机系统所需要的显示信息进行转换的驱动，并向显示器提供扫描信号，控制显示器的正确显示，是连接显示器和个人电脑主板的重要元件，是人机对话的重要设备之一。

缓存：

CPU有大量的缓存结构，目前主流的CPU芯片上都有四级缓存，这些缓存结构消耗了大量的晶体管，在运行的时候需要大量的电力。反观GPU的缓存就很简单，目前主流的GPU芯片最多有两层缓存。CPU消耗在晶体管上的空间和能耗，GPU都可以用来做成ALU单元，也因此GPU比CPU的效率要高一些。

响应方式：

对CPU来说，要求的是实时响应，对单任务的速度要求很高，所以就要用很多层缓存的办法来保证单任务的速度。对GPU来说大家不关心第一个像素什么时候计算完成，而是都关心最后一个像素什么时候计算出来，所以GPU就把所有的任务都排好，然后再批处理，这样对缓存的要求就很低了。举个不恰当的例子，在点击10次鼠标的时候，CPU要每一次点击都要及时响应，而GPU会等第10次点击后，再一次性批处理响应。

浮点运算:

CPU除了负责浮点整形运算外，还有很多其他的指令集的负载，比如像多媒体解码，硬件解码等，所以CPU是个多才多艺的东西，而GPU基本上就是只做浮点运算的，也正是因为只做浮点运算，所以设计结构简单，也就可以做的更快。 另外显卡的GPU和单纯为了跑浮点高性能运算的GPU还是不太一样，显卡的GPU还要考虑配合图形输出显示等方面，而有些专用GPU设备，就是一个PCI卡上面有一个性能很强的浮点运算GPU，没有显示输出的，这样的GPU就是为了加快某些程序的浮点计算能力。CPU注重的是单线程的性能，也就是延迟，对于CPU来说，要保证指令流不中断，所以CPU需要消耗更多的晶体管和能耗用在控制部分，于是CPU分配在浮点计算的功耗就会变少。GPU注重的是吞吐量，单指令能驱动更多的计算，所以相比较而言GPU消耗在控制部分的能耗就比较少，因此也就可以把电省下来的资源给浮点计算使用。

应用方向：

像操作系统这一类应用，需要快速响应实时信息，需要针对延迟优化，所以晶体管数量和能耗都需要用在分支预测，乱序执行上，低延迟缓存等控制部分，而这都是CPU的所擅长的。对于像矩阵一类的运算，具有极高的可预测性和大量相似运算的，这种高延迟，高吞吐的架构运算，就非常适合GPU。

    本文参考：

        https://www.toutiao.com/i6519387357685219847/

供稿单位：网络中心    撰稿人：姜长荣    审核人：王德民