Чем отличается GPU от APU?

В 2015 году аналитическая компания Mercury Research выявила значительный спад продаж на рынке видеоускорителей, логично связав его с совершенствованием интегрированных решений. Недорогие гибридные процессоры в настольных ПК постепенно вытесняют бюджетные дискретные видеокарты, да и в нижнем игровом сегменте последним приходится основательно подвинуться. В мобильных системах встроенная графика решила множество проблем без экономии производительности. Чем отличается GPU от APU, и стоит ли уже говорить о переходе на «гибридные» рельсы?

Содержание статьи

GPU (Graphics Processing Unit), или графический процессор, – элемент компьютерной системы, предназначенный для построения изображения по созданной программой модели. Именно он отвечает за графическую производительность устройства.

APU (Accelerated Processing Unit), или гибридный процессор, – CPU со встроенным графическим ядром, выполняющий как вычисления, так и вывод изображения.

В быту аббревиатурой GPU чаще всего обозначают электронный блок дискретных видеокарт или распаянные на материнских платах независимые чипы видеоускорителей (популярное ранее решение для мобильных систем). Под APU подразумевается размещение графического ядра с центральным процессором в одном корпусе. Стоит заметить, что Intel игнорирует подобное определение, оставаясь верной классике: начиная с линейки SandyBridge речь идет о CPU с интегрированным GPU. Связано это, скорее всего, с нежеланием корпорации заимствовать терминологию у конкурента: AMD первой стала называть свои гибридные решения APU.

На практике отличие GPU от APU определяется типом вычислений: графическая система предназначена для построения изображения посредством параллельной обработки данных, гибридный процессор же может выполнять еще и последовательную. Соответственно, задачи они решают разные.

Разница между GPU и APU

Конечно, графический и центральный процессоры – не те устройства, между которыми можно выбирать, собирая или приобретая компьютерную систему. Сравниваем и оцениваем мы в этой ситуации возможности связки CPU + GPU и APU. Видеоускоритель в любом автономном исполнении требует центрального управления, и отличие одного варианта от другого будет в большой степени конструктивным.

Ядра CPU используются для обработки данных и выполнения цепочки последовательных инструкций (1-2 потока), ядра GPU – для максимально быстрого исполнения множества параллельных потоков команд (несколько тысяч потоков на ядро). В APU же эти ядра объединены на одном кристалле и подключены к общей шине памяти. Вычислительные исполнительные блоки соседствуют и взаимодействуют с буферами данных, блоками декодирования, аппаратного предсказания ветвления, кеш-памятью. Графические исполнительные блоки занимают свой кристалл практически полностью (соответственно, их умещается в ограниченном пространстве гораздо больше). В современных гибридных процессорах AMD под GPU отводится около половины поверхности, Intel немного экономнее.

В чем разница между GPU и APU для конечного потребителя? Производительность актуальных гибридных процессоров позволяет строить на их основе достаточно мощные системы (в том числе и мобильные), справляющиеся с широким кругом задач. Маломощные дискретные видеокарты-недоразумения, в народе именуемые «затычками», скоро станут достоянием истории. APU на материнской плате с видеовыходом с успехом их заменяет, бонусом предоставляя возможность экономии пространства внутри корпуса, снижения энергопотребления и тепловыделения. Более того, сегодня можно говорить о постепенном вытеснении гибридами из пользовательских ПК игровых дискретных видеоускорителей младшего сегмента: как показывают тесты, APU способны обеспечить геймерам приемлемое изображение того же уровня. Это решение оценит любой кошелек, ибо ценник на модели средней производительности существенно скромнее, чем для связки игровой видеокарты и центрального процессора.

Однако не все так гладко на пути гибридных процессоров. Их графические ядра функционально весьма ограничены (приходится делить кристалл процессора между ними и вычислительными), поэтому соперничать с дискретными видеоускорителями среднего уровня они пока не могут. С другой стороны, APU предполагает программный перенос общих вычислений на графические ядра, что учитывается разработчиками приложений (в первую очередь работающих с OpenCL). Соответственно, оптимизация софта под гибридные процессоры может позволить им выйти со временем на новый уровень.

к содержанию ↑

Сравнительная таблица

APUGPU
Гибридный процессор, объединяющий CPU и GPU на одном кристаллеГрафический процессор
Имеет исполнительные блоки и для последовательных, и для параллельных вычисленийОбрабатывает только параллельные потоки инструкций
Не требует дополнительных устройствТребует управления центральным процессором и подключения к шине памяти
Обеспечивает графическую производительность на уровне младшего сегмента игровых видеокартСредний сегмент демонстрирует производительность гораздо выше, чем топовые APU
Не требует дополнительного питания и места для размещения в корпусе ПК или ноутбукаДискретные модели требуют наличия свободного порта и дополнительного питания
Стоимость относительно невысокаяИтоговая стоимость складывается из стоимости CPU + видеокарты