GPU相對於CPU的性能

Question

爲什麼GPU在數值計算中比CPU更高性能？分支更糟？有人能給我一個詳細的解釋嗎？

Answer 1

GPU中的每個SM都是一個SIMD處理器，在SIMD的每個通道上執行不同的warp線程。一旦應用程序受到更多的計算限制（少量內存訪問）並且沒有分支應用程序實現GPU的峯值FLOPS。這是因爲在分支之後，GPU掩蓋了背離的一方，並首先執行另一方。兩條路徑都是連續執行的，留下一些SIMD通道不活動，從而導致性能下降。

我已經包括從Fung's paper一個有用的圖，其是可公開獲得的在所提到的參考，以顯示性能實際上是如何下降：

圖（a）示出在GPU的一個典型的分支發散翹曲內發生（4-此示例中的線程）。假設你以下內核代碼：

A: // some computation 
    if(X){ 
B:  // some computation 
     if(Y){ 
C:   // some computation 
     } 
     else{ 
D:   // some computation 
     } 
E:  // some computation 
    }else{ 
F:  // some computation 
    } 
G: // some computation 

線程A處發散到B和F.如（b）所示的一些SIMD通道的是隨時間滴下性能禁用。圖（c）到（e）顯示了硬件如何串行執行分支路徑和管理分歧。欲瞭解更多信息，請參閱這本有用的論文，這是一個很好的起點

像計算有界的應用程序，如矩陣乘法或N體仿真很好地映射到GPU並返回非常高的性能。這是因爲他們很好地佔用了SIMD通道，遵循流模式，並且有一些內存訪問。

Answer 2

不確定你在找什麼。假設這是爲了普遍理解爲什麼要這樣做而不是其他方式。本文提供合理理解到您的問題（在外行而言）：

https://en.bitcoin.it/wiki/Why_a_GPU_mines_faster_than_a_CPU

簡而言之：

甲CPU核心可以執行每時鐘4的32位指令（使用 128通過AVX（256位）處理8位數據，而像 這樣的GPU，Radeon HD 5970可以在每個時鐘週期執行3200個32位指令（使用其3200個ALU或着色器）。這是800（或AVX情況下的400 ）乘以每個時鐘更多指令的差值。截至2011年，最快的CPU擁有多達6,8或12個內核，並且有一個更高的 頻率時鐘（2000-3000 MHz與Radeon HD 5970的725 MHz）， ，但是一個HD5970仍然超過五個比2.3GHz的四個12核 處理器要快（這也將讓你回到4700美元左右，而不是HD5970的 350美元）。

GPU是爲特定任務而設計的，即渲染需要大量計算的3D圖形。因此，某些應用程序像「大多數現代瀏覽器」一樣將「數字處理」卸載到GPU上。而對於分支功能，任務由CPU保存（現在，誰知道他們將在後面做什麼），因爲CPU具有更好的「主控」功能。