GPU与CPU性能比较

以下是参考2009年出版的书比较的，不要忘了时代在进步哦

1、线程

CPU

一个核心通常在一个时刻只能运行一个线程指令，CPU的多线程机制通过操作系统提供的API实现，是一种软件粗粒度多线程。当一个线程中断，或者等待某种资源时，操作系统就保存当前线程的上下文，并装载另外一个线程的上下文。所以，切换线程的代价十分昂贵。通常要数百个时钟周期。

超线程可以将核心虚拟成多个核心，但每个虚拟核心在一个时刻也只能运行一个线程。

GPU

轻量级线程，零开销线程切换，因此，当线程因为访问片外存储器或同步指令开始等待时，可以即时切换到另外一个处于就绪态的线程，用计算来隐藏延迟。所以当计算密度比较高时，延迟就可以被隐藏。

2、核心

CPU

2-8核心，每个核心3-6执行流水线，高指令并行技术，如：超标量超深流水线，乱序执行，预测执行，以及大容量缓存，SSE、3Dnow！一类数据级并行技术。

GPU

1-30个流多处理器，每个流多处理器包含8个1D流处理器的SIMD处理器。多流处理器间粗粒度任务级或数据并行，流多处理器内细粒度数据并行。

3、外部存储器

GT200的显存带宽：140GB/s 是同期CPU的内存带宽五倍

4、缓存

CPU

用于减小访存延迟和节约带宽，在多线程环境下会发生失效反应：每次线程上下文切换后，需要重新建立缓存上下文，一次缓存失效的代价是几十到上百个时钟周期。

同时为了实现缓存与内存中数据的一致性，还需要复杂的逻辑进行控制。

GPU

没有复杂的缓存体系和替换机制，缓存是只读的，没有缓存一致性问题，缓存主要用于过滤对存储器控制器的请求，减少对显存的访问。所以缓存的主要功能是节约显存带宽，而不是减小访存延迟。

总结：GPU适合用于高密度数据运算，CPU擅长复杂逻辑和事物处理等串行计算。

参考书籍：《GPU 高性能运算之CUDA》中国水利水电出版社

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