来源:创业者李孟
为什么现在科技热点是GPU,不是CPU了?
GPU能火起来,这要感谢英伟达呀!之前它只是显卡渲染能力,提升浏览器能力提升游戏能力,提升显示器的画面!但后来GPU竟然和算力有了关系,可以解决AI算力的问题。这就相当于给GPU开辟了新赛道。GPU 从单纯的图形处理器跃升为科技界的“算力霸主”,确实是一场由底层架构革命、市场需求爆发和英伟达战略远见共同推动的华丽转身。
相比来说,CPU 设计核心在于强大的通用性和低延迟的顺序处理能力(单核性能强),擅长处理复杂的逻辑判断和快速响应单个任务(如操作系统调度、日常应用)。但当面对人工智能、科学计算、大数据分析等需要海量数据同时进行相同简单运算(如矩阵乘法、卷积)的任务时,CPU 有限的几个高性能核心就显得力不从心,效率低下,功耗飙升。
而GPU 是“专才”爆发力, GPU 天生为并行而生!它拥有数千个精简高效的计算核心(CUDA Core/Stream Processor)。
虽然单个核心能力远不如CPU核心强大,但当需要处理成千上万个像素点(图形渲染)或海量数据集(AI训练)时,这些核心能像一支纪律严明的军团,同时执行相同的指令流,实现惊人的吞吐量(Throughput)。这就是为什么在训练一个深度学习模型时,GPU集群的速度可以比CPU集群快上几个数量级。
当然随着智能化的进程,GPU的火爆,根本上是其架构优势完美契合了数字化时代的“风口”,所以GPU的火热也是顺应了趋势的产物,本质是应用场景的“核爆式”扩张。
例如:在人工智能(AI)与大模型的“算力黑洞”的应用🧠
深度学习训练: 神经网络的训练过程本质上是亿万次的矩阵运算和梯度计算。GPU 的并行架构提供了无可比拟的计算密度,成为训练 ChatGPT、Stable Diffusion 等大模型的“物理基石”。没有强大的 GPU 集群,大模型时代根本无从谈起。
AI 推理: 模型训练好后,运行(推理)同样需要强大算力。GPU 在云端数据中心和边缘设备中部署,支撑着实时翻译、图像识别、智能推荐等落地应用。
例如:在科学计算与高性能计算(HPC)的应用🔬:
天气预报、基因测序、流体动力学模拟、量子化学计算等传统 HPC 领域,其核心计算任务(如求解偏微分方程)高度并行化。GPU 加速显著缩短了研究周期,推动了科学发现。许多超级计算机的核心计算节点都大量采用 GPU。
例如:在数据中心与云计算的应用☁️:
云服务商(AWS, Azure, GCP, 阿里云等)大规模部署 GPU 实例,将其作为“算力即服务”的核心资源提供给用户进行 AI 开发、渲染、模拟等任务。GPU 成为了云计算的“算力引擎”。
例如:在加密货币挖矿(曾为主要推力)的应用💰:
特定加密货币(如早期以太坊)采用的工作量证明(PoW)算法高度依赖并行哈希计算。GPU 的高吞吐特性使其一度成为挖矿首选硬件(尽管热潮有所消退,但不可否认它曾是 GPU 需求的重要推手)。
例如:在内容创作与元宇宙的应用🛸:
GPU 依然是高质量实时渲染(游戏引擎如 Unreal Engine 5)、电影特效制作、3D 设计、AR/VR 沉浸式体验不可或缺的核心硬件。其通用计算能力也被用于视频编码加速(如 NVENC)。
英伟达的 CUDA 技术是这个革命的关键。它让开发者能用熟悉的编程语言调用 GPU 的能力,降低了门槛。
英伟达持续升级硬件,从游戏显卡扩展到 AI 芯片,一步步将 GPU 推向了算力前沿。再加上全球 AI 热潮对算力的饥渴,科技巨头争相抢购 GPU,引发了一场“算力军备竞赛”,进一步推高了它的热度。