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一口氣讀懂CPU、GPU、AI芯片、GPGPU、DPU的區別
2026-01-14
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我們先把電腦想象成一個大公司,公司里要干活就得有人干活,這些“人”就是芯片。
1、CPU —— 公司老總(萬能但只有一個)
類比:CPU 就像公司里最聰明的老總,一個超級大腦。 他什么都會干:寫郵件、算賬、管人、開會、做PPT……樣樣精通。 但問題來了:老總只有一個人!公司幾千件事都要他親自干,他再牛也忙不過來。 所以CPU的特點是“串著干活”,一條指令做完再做下一條,特別聰明但特別慢當活太多的時候。 現在的電腦、手機里一般有4核、8核、16核CPU,相當于請了4~16個老總一起干活,但還是遠遠不夠。
2、GPU —— 上千個民工(干同一種粗活超快)
類比:GPU 就像包工頭一下帶了2000個民工去砌墻。 每個民工都不聰明,只能干最簡單的“搬磚-放磚-抹水泥”這一套動作。 但2000個人一起干呢?一天就能砌好一棟樓! 所以GPU特別適合“成千上萬個簡單重復的計算同時進行”。 玩3A游戲為什么需要好顯卡?因為游戲里要同時算幾百萬個像素的光影、反射、爆炸特效……這些都是“同一類簡單計算”,GPU一口氣全算完,畫面就絲滑了。
3:GPGPU —— 讓民工去干精細活(GPU的進化)
最早GPU只能打游戲,后來聰明人發現:
“這2000個民工這么能干,干嘛只讓他們砌墻?能不能讓他們去算科學計算、挖比特幣、訓練AI?”
于是就有了GPGPU(General-Purpose GPU,意思是“通用GPU”。 2006年NVIDIA推出CUDA以后,程序員終于能方便地命令這2000個民工去干以前只有老總(CPU)能干的復雜活。 現在所有現代GPU默認都是GPGPU了,這個詞反而很少單獨提了。
4:AI芯片 —— 專門給AI打下手的超級算力怪獸
現在最火的ChatGPT、Midjourney、文心一言、Sora……全靠AI芯片訓練和運行。 AI芯片其實分兩類:
A. 訓練芯片(最燒錢)
代表:NVIDIA H100、A100、華為昇騰910B、谷歌TPU v5 類比:這是蓋100層摩天大樓需要的超級大工地,要成千上萬的民工(算力核心)一起干幾年。 一張H100賣30多萬人民幣,還買不到,就是這種。
B. 推理芯片(用AI時用的)
代表:手機里的NPU(神經網絡處理器)、蘋果的Neural Engine、英偉達Jetson系列 類比:大樓蓋好了,保安、電梯、燈全自動運行,這就靠推理芯片。 AI芯片和GPU長得很像(都是幾千上萬個小核心),但內部電路專門為矩陣乘法、神經網絡優化過,比普通GPU跑AI快幾十倍,還省電。
5:DPU —— 網管 + 保安 + 保潔(數據中心的新物種)
類比:一個超級大數據中心就像一個10萬人居住的小區。 CPU = 小區主任(啥都管,但忙死) GPU = 建筑工人(干重活) DPU = 專門請來的“物業公司”! DPU(Data Processing Unit 數據處理單元)專門干以下臟活累活: 網絡數據包的收發、轉發、加密解密 存儲數據的壓縮、去重、備份 虛擬化、安全防火墻、負載均衡…… 把這些事從CPU手里搶過來以后,CPU終于能專心跑真正的程序了。 代表產品:NVIDIA BlueField系列、Intel IPU、阿里云含光800(部分功能)、華為昇騰310(也做DPU) 以后云服務器都會標配DPU,就像現在都標配GPU一樣。
總結表格
名字 | 類比 | 擅長干啥 | 典型場景 |
CPU | 公司老總 | 什么都會,但就那么幾個人 | 運行軟件、辦公、編程 |
GPU | 2000個民工 | 成千上萬相同的簡單計算 | 打游戲、渲染視頻、挖礦 |
GPGPU | 民工開始干精細活 | 上面說的都能干(現在默認就是) | 科學計算、早期AI訓練 |
AI芯片 | 專為AI優化的民工團 | 矩陣乘法、神經網絡算得飛快 | ChatGPT訓練、手機AI拍照 |
DPU | 物業公司 | 管網絡、存儲、安全,讓CPU休息 | 阿里云、谷歌云、5G基站 |
總結:CPU是萬能老總,GPU是人多力量大,AI芯片是GPU的加強版專門打AI,DPU是幫老總打雜的新員工。
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