Fique um pouco mais por dentro sobre as diferenças entre CPU, GPU e APU

Muitos componentes computacionais tendem a ter seu significado abreviado, isso pode dificultar a compreensão das suas funções ou parecerem até complexos de entender, avançando um pouco nesse oceano de acrônimos tecnológicos é apresentado nesse editorial de maneira um pouco mais detalhada um dos componentes mais importantes na configuração de um computador, é ele a CPU .. digo a GPU … ou melhor, a APU!. Ficou confuso ?! Não será por muito tempo se preferir continuar essa leitura introduzindo alguns dos motivos para um único componente (ou CHIP) receber essas três diferentes nomenclaturas enquanto também conhece suas competências.

[ CPU ] Central Processing Unit – Unidade Central de Processamento:

Já começamos com o que podemos chamara de cérebro numa rápida analogia ao ser humano, componente distribuído em diversos chips nos primórdios dos computadores, com a evolução da miniaturização e outras áreas da eletrônica considerando também a redução de custos produtivos foi condensado a CPU ficou otimizada a apenas um único chip e em alguns casos é conhecida também como microprocessador.

A drástica redução desse componente proporcionou a diminuição de diversos outros dispositivos, dessa maneira muitos computadores que são compostos de uma torre, monitor, teclado e mouse podem ser produzidos como soluções All-In-One (Tudo em Um) compreendendo a torre e monitor senão os notebooks incluindo teclado e mouse, aqui convertido em uma superfície de toque enquanto para outra variação ainda temos o netbook na versão ainda mais reduzida desse aparelho.

Os principais processos computacionais do computador, ou o que pode ser referenciado a ele, são executados pela CPU, instruções armazenadas na memória RAM (Random Access Memory – Memória de Acesso Randômico) são enviadas à CPU para execução. Podemos considerar como um sistema de três etapas consistindo nos estágios de Buscar, Decodificar e Executar, numa interpretação um pouco mais técnica significando receber entradas, compreender seu significado e produzir a saída desejada.

Com isso em mente, a CPU colabora em tudo iniciando pelo carregamento do sistema operacional, realização de cálculos nas planilhas eletrônicas, abertura de programas avançando para operações mais exigentes como nos vídeogames aplicando uma carga mais significativa nesse componente, explicando a razão dos testes de benchmarking (desempenho geral) geralmente adotarem os padrões de jogos como base para medição

São componentes comercializados em várias configurações começando pelos chips de único núcleo visando maior eficiência energética a vários núcleos voltados para alto desempenho como os conhecidos octa-core (oito núcleos). Para melhorar seus produtos a Intel desenvolveu o Hyper-Treading fazendo uma CPU quad-core atuar como uma octa-core, para os processadores da AMD foi criada uma solução parecida porém com nome diferente por razões comerciais, conhecida como Clustered Multithreading ou SMT (Simultnaeus Multi-Threading).

[ GPU ] Craphics Processing Unit – Unidade Processamento Gráfico:

Independente de todos os avanços aplicados às CPU´s é inegável elas eventualmente terem limitações, a mais conhecida delas é o processamento gráfico. Enquanto uma CPU recebe e processa informações em etapas lineares o processamento gráfico exige o processamento de vários dados de maneira simultânea, condição onde a adoção de uma GPU vai reduzir a exigência da CPU enquanto melhora seu desempenho para processamento de recursos gráficos.

Os ciclos de evolução da informática alternaram nas mais diversas configurações, nos seus primórdios os computadores possuíam placas gráficas dedicadas (ou offboard), depois vieram os chips gráficos embutidos nas placas-mãe, condição propícia para o surgimento dos notebook´s e suas variantes, por fim graças à inclusão de recursos gráficos na CPU vieram os computadores com essa caraterística reduzindo o número de componentes, explicando uma linha do tempo consideravelmente simplificada.

Apesar de desempenharem funções similares, existem diferenças ente CPU e GPU destacando nessa última a estrutura paralela desenvolvida especialmente para essa finalidade favorecendo alcançar bilhões de cálculos por segundo, necessários para a reprodução de vídeo e jogos. A GPU está instalada num periférico separado (uma peça completa) conhecido como placa de vídeo, possuindo inclusive sua própria memória RAM.

Dessa maneira, além de poder armazenar dados gerados essa memória RAM incorporada no circuito eletrônico da GPU permite gerar um buffer (tipo de memória temporária) para armazenar imagens já processadas aguardando sua exibição. Explicação simples de um recurso particularmente útil na exibição de vídeos por exemplo.

Podendo ser relativamente simples de substituição, são geralmente considerados como uma das melhores atualizações para um computador mas nem sempre de baixo valor. Da mesma maneira que diversos outros periféricos existem os adaptadores de vídeo com as mais variadas capacidades de processamento tentando atender os mais variados gostos, mesmo assim tenha em mente que economizar na escolha vai afetar diretamente as competências dela.

[ APU ] Accelerated Processing Uniti – Unidade de Processamento Acelerado:

Seguindo com a evolução natural nas possibilidades de miniaturização, os fabricantes chegaram a um produto ainda mais otimizado conseguindo combinar mais componentes eletrônicos num único chip. Da busca incansável pela redução de custos e melhoria desse produtos foi desenvolvido o dispositivo conhecido como SoC (System-on-a-Chip – Sistema Embarcado em Circuito Eletrônico) que você pode conhecer um pouco mais visitando o artigo relacionado [aqui].

A solução final e comercial dele permitiu combinar todos os principais componentes eletrônicos em uma única peça, proporcionando o crescimento dos mais variados dispositivos de computador de baixo custo como os smartphones, pelo menos alguns deles .. haha e em conjunto com esses projetos de soluções SoC uma Holding (grupo de empresas) conhecida como ARM que você pode conhecer um pouco mais visitando o artigo relacionado [aqui], desenvolveu projetos para processadores que receberam o mesmo nome ARM, lembrando que ela mesma não produz esses componentes, representando o primeiro processador para dispositivos móveis considerando pelo menos o smarphone.

Ainda assim a APU pode ser considerada a predecessora do SoC por combinar as características da CPU e GPU num único chip para compor uma unidade combinada de processamento, não reduzindo apenas custos produtivos mas também melhorando sua eficiência ao reduzir a distância mínima entre ambos potencializando seu desempenho ao mesmo tempo que acelera a transferência de dados.

A GPU pode receber da CPU determinadas atividades de trabalho pela sua notável velocidade no processamento de cálculos, diferente de uma configuração onde estando ambos fisicamente separados reduzem o compartilhamento da carga de processamento assim como sua eficiência, a combinação deles num único chip combina e potencializa esses ganhos.

Por outro lado, uma APU ainda é incapaz de fornecer o mesmo desempenho de uma GPU ou CPU quando soluções dedicadas, representando uma solução intermediária sendo visivelmente superior à configuração atual porém sem sacrificar o orçamento em configurações conhecidamente mais caras.

Tanto a Intel quanto a AMD possuem suas famílias de processadores do tipo APU, enquanto a AMD lançou uma linha dedicada deles a Intel e algumas outras empresas por outro caminho condensaram sua linha de produtos. Uma sugestão ao escolher o processador é consultar suas características no manual do produto pois nem sempre o preço é o fator predominante, na sequência temos a placa-mãe com modelos que possuem saídas de vídeo para uso em conjunto com APU e outros que não tem esses recursos, aqui o preço entre eles costuma ser substancial pela exigência de uma placa de vídeo dedicada para a combinação funcional do conjunto.

[Fim] Explicando os Gráficos Integrados:

Retomando parte da explicação sobre a maioria das atuais CPU´s da Intel possuírem gráficos integrados, enquanto todas as APU´s da AMD onde ambas detém comportamentos similares, é importante destacar que a família Vega da AMD pode oferecer melhores experiências em gráficos e num breve comparativo entre APU e CPU para jogos, a APU tem melhor desempenho.

A comparação entre ambas as soluções é relativamente complexa, apesar dos gráficos integrados (iGPU) permitirem configurações mais acessíveis para jogos, o potencial gráfico é visivelmente inferior ao desempenho de algumas GPU´s de entrada dedicadas. Dessa maneira outra maneira para definir sua configuração é elaborar uma lista dos jogos que pretende aproveitar e pesquisar seus requisitos, para entender qual a combinação mais acessível pelo seu orçamento.

Conclusão:

O conteúdo foi elaborado abrangendo um pouco de cada tópico, pretendendo apresentar algumas de suas características e aplicações que possam colaborar sua compreensão sem aprofundar-se nos temas explicando proficiências e limitações entre os componentes, ou no mínimo despertando a curiosidade para continuar por pesquisas em busca de mais esclarecimentos sobre eles.

Cada um possuindo suas aplicações e enquanto evoluíram também causaram revoluções periféricas, modificando o desenvolvimento dos demais componentes que os circulam, uma das várias partes do computador onde o custo de produção e desempenham competem para oferecer a melhor experiência ao utilizador, enquanto a CPU representa uma grande liberdade para processamento a GPU compete para agregar desempenho gráfico num mesmo dispositivo entrando na disputa a APU oferecendo ainda mais benefícios ao reduzir o tamanho total do computador, a competição fica mais acirrada quando elas atingem todo o seu potencial e a escolha fica mais complexa pelas aplicações mais adequadas em cada uma, resta ao interessado estabelecer os critérios para no final chegar a um vencedor.