CPU e GPU: come ottenere il massimo da entrambe1

Le unità di elaborazione centrale (CPU) e le unità di elaborazione grafica (GPU) sono motori di elaborazione fondamentali. Tuttavia, dal momento che le esigenze di elaborazione stanno evolvendo, non è sempre chiara la differenza tra CPU e GPU e quali carichi di lavoro sono più adatti a ciascun fattore.

Scoprite quando puntare su una CPU e quando scegliere una GPU

  • CPU e GPU hanno punti di forza caratteristici che le renderanno essenziali per soddisfare le esigenze informatiche del futuro.

  • Le GPU, sia integrate che dedicate, rappresentano oggi una parte molto importante dei prodotti Intel®.

  • Anche se le CPU rimangono essenziali, una quota crescente dei carichi di lavoro dei data center può contare sulle potenzialità delle GPU.

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Che si tratti di applicazioni di deep learning, parallelismo massiccio, giochi 3D frenetici o altri carichi di lavoro impegnativi, ai sistemi si richiedono più che mai prestazioni straordinarie. Unità di elaborazione centrali (CPU) e unità di elaborazione grafica (GPU) svolgono ruoli molto diversi. A cosa servono le CPU? A cosa servono le GPU? Conoscere la loro utilità è importante quando si acquista un nuovo computer e si confrontano le diverse specifiche.

Che cos'è una CPU?
Costituita da milioni di transistor, la CPU può avere più core di calcolo ed è comunemente descritta come il cervello del computer. È essenziale per tutti i moderni sistemi informatici in quanto esegue i comandi e i processi necessari per il funzionamento del computer e del sistema operativo. La CPU è anche determinante per la velocità di esecuzione dei programmi, dalla navigazione in rete alla creazione di fogli di calcolo.

Che cos'è una GPU?
La GPU è un processore composto da molti core più piccoli e più specializzati. Lavorando insieme, questi core permettono di svolgere attività di calcolo con prestazioni straordinarie, suddividendosi tra loro il carico di lavoro.

Qual è la differenza tra CPU e GPU?
CPU e GPU hanno molto in comune. Entrambe sono motori di calcolo essenziali. Entrambi sono microprocessori a base di silicio. Ed entrambi gestiscono dati. Ma CPU e GPU hanno architetture diverse e sono costruite per scopi diversi.

La CPU è adatta a un'ampia varietà di carichi di lavoro, in particolare quelli per i quali sono importanti latenza o prestazioni per core. Potente motore di elaborazione, la CPU concentra il suo minor numero di core su singole attività e sulla rapidità di esecuzione. Questo la rende adatta a gestire lavori di ogni genere, dal calcolo seriale ai database.

Le GPU nacquero come ASIC specializzati sviluppati per accelerare specifiche attività di rendering 3D. Nel corso del tempo, questi motori monofunzione sono diventati più programmabili e più flessibili. Anche se grafica e immagini sempre più realistiche dei migliori giochi di oggi rimangono la loro specialità, le GPU si sono evolute per diventare anche eclettici processori paralleli per gestire una gamma sempre più vasta di applicazioni.

Cos'è la grafica integrata?
La grafica integrata o condivisa è incorporata nello stesso chip della CPU. Alcune CPU possono essere dotate di una GPU integrata anziché una scheda grafica dedicata o separata. Talvolta definita IGP o processore grafico integrato, la grafica integrata condivide la memoria con la CPU.

I processori grafici integrati offrono numerosi vantaggi. La loro integrazione con le CPU consente loro di offrire vantaggi in termini di ingombro, costi ed efficienza energetica rispetto ai processori grafici dedicati. Possono essere impiegati per gestire l'elaborazione dei dati grafici, come anche delle istruzioni per attività comuni, come esplorare il Web, trasmettere film 4K in streaming e giocare senza troppe pretese.

Questo approccio viene spesso adottato con dispositivi per i quali sono particolarmente importanti compattezza ed efficienza energetica, come notebook, tablet, smartphone e alcuni PC desktop.

Accelerare deep learning e intelligenza artificiale
Oggi, le GPU sostengono carichi di lavoro sempre più impegnativi, come deep learning e intelligenza artificiale (IA). Per il training di deep learning con diversi livelli di reti neurali o su enormi set di certi dati, come le immagini 2D, una GPU o altri acceleratori sono l'ideale.

Gli algoritmi di deep learning sono stati ottimizzati per sfruttare l'accelerazione della GPU, ottenendo un significativo incremento delle prestazioni e portando per la prima volta il training di numerosi problemi reali nel campo della fattibilità.

Nel corso del tempo, le CPU e le librerie di software che vengono eseguite su di esse si sono evolute per diventare molto più performanti nelle attività di deep learning. Ad esempio, attraverso profonde ottimizzazioni del software e l'aggiunta di hardware IA dedicato, come l'Intel® Deep Learning Boost (Intel® DL Boost) negli ultimi processori scalabili Intel® Xeon®, i sistemi basati su CPU hanno registrato miglioramenti notevoli nelle prestazioni di deep learning.

Per molte applicazioni, come il deep learning ad alta definizione, 3D e non basato su immagini per lingua, testo e dati di serie temporali, le CPU si distinguono per le loro prestazioni. Le CPU sono in grado di supportare capacità di memoria molto più grandi di quanto non possano fare oggi le migliori GPU, per eseguire modelli complessi o applicazioni di deep learning (ad esempio, il rilevamento di immagini 2D).

La combinazione di CPU e GPU, insieme a una quantità sufficiente di RAM, costituisce un ottimo banco di prova per deep learning e intelligenza artificiale.

Decenni di leadership nello sviluppo di CPU
Intel vanta una lunga storia di innovazione delle CPU, a partire dal 1971 con l'introduzione del 4004, il primo microprocessore commerciale completamente integrato in un singolo chip.

Oggi, le CPU Intel® rendono possibile l'IA che si desidera, dove si vuole e con la nota architettura x86. Dai processori scalabili Intel® Xeon® ad alte prestazioni in data center e cloud ai processori Intel® Core™ a risparmio energetico nell'edge, Intel ha una CPU adatta a qualsiasi esigenza.

Le prestazioni intelligenti dei processori Intel® Core™ di undicesima generazione
I processori Intel® Core™ di undicesima generazione sfruttano la raffinata tecnologia di processo e l'architettura core ridefinita, l'architettura grafica completamente rinnovata e le istruzioni IA integrate di Intel, offrendo prestazioni ed esperienze ottimizzate in modo intelligente.

I sistemi con processori Intel® Core™ di undicesima generazione offrono la più recente grafica Intel® Iris® Xe integrata. Anche unità con selezionati fattori di forma, come i notebook ultra sottili, includeranno le prime unità di elaborazione grafica (GPU) dedicate con architettura Intel® Xe. La grafica dedicata Intel® Iris® Xe MAX consentirà ai notebook sottili e leggeri di compiere un grosso passo avanti, garantendo prestazioni migliori e nuove possibilità per il gaming e la creazione di contenuti.

La grafica Intel® Iris® Xe offre l'IA della tecnologia Intel® Deep Learning Boost, che migliora la creazione di contenuti e l'editing di video e foto, a fronte di un'architettura a bassa potenza che prolunga la durata della batteria e consente di progettare eseguendo contemporaneamente più attività.

GPU dedicate Intel®
Intel offre due varianti di GPU dedicate, basate sull'architettura Intel® Xe .

La grafica Intel® Iris® Xe MAX è la prima unità di elaborazione grafica dedicata (GPU) per notebook sottili e leggeri con architettura Intel® Xe. Ottimizzata per l'abbinamento con processori Intel® Core™ di undicesima generazione, ottieni maggiori prestazioni e nuove funzionalità per una creazione e un gaming migliorati.

La Intel® Server GPU è un'unità di elaborazione grafica dedicata per data center basata sulla nuova architettura Intel® Xe. Progettata per scalare esponenzialmente, la Intel® Server GPU migliora sensibilmente le esperienze di gaming Android, di transcodifica/codifica dei media e di streaming multimediale over-the-top (OTT).

Oggi non si tratta più di scegliere tra CPU o GPU. Più che mai sono necessarie entrambe per soddisfare le diverse esigenze di elaborazione. I risultati migliori si ottengono quando si utilizza lo strumento giusto per il lavoro giusto.

Dalla contrapposizione alla collaborazione tra CPU e GPU

Che stiate cercando di migliorare il gameplay o di esplorare il deep learning o il parallelismo massiccio, i processori Intel® forniscono la potenza della CPU e le funzionalità GPU integrate di cui avete bisogno per una grande esperienza di calcolo.

Il nuovo membro della famiglia

I processori Intel® Core™ di undicesima generazione consentono di lavorare, giocare e creare in modo semplice e fluido.

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Informazioni su prodotti e prestazioni

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I risultati dei benchmark sono stati ottenuti prima dell'implementazione delle patch software e degli aggiornamenti firmware più recenti volti a risolvere gli exploit denominati "Spectre" e "Meltdown". Con l'implementazione di tali aggiornamenti i risultati potrebbero non essere applicabili al dispositivo o al sistema in uso.

Le prestazioni variano in base all'utilizzo, alla configurazione e ad altri fattori. Per maggiori informazioni, consultare www.Intel.com/PerformanceIndex.