CPU vs GPU: ¿cuál es la diferencia?

Si alguna vez construyó su propia computadora, o simplemente leyó sobre ella, comprenderá que una CPU y una GPU son dos cosas muy diferentes. Pero, ¿cuál es exactamente la diferencia y cómo funciona en la práctica?

¿Qué son las CPU y las GPU?

La respuesta corta es que la CPU, abreviatura de unidad central de procesamiento, aunque también llamada "procesador", ejecuta su computadora. Es el eje central de su dispositivo y administra todos los procesos que lo activan. Si no tiene una CPU, no tiene una computadora, solo un pisapapeles de última generación.

La GPU, o unidad de procesamiento de gráficos, también llamada "tarjeta gráfica", ejecuta los gráficos que se muestran en la pantalla. Las GPU también son vitales para el funcionamiento de tu computadora, sin ellas no se mostraría nada en la pantalla. Dicho esto, no siempre tienen que ser una GPU discreta o separada; muchas CPU, especialmente para computadoras portátiles, tienen GPU integradas.

Estas tarjetas gráficas integradas, sin embargo, no tienen mucho empuje. Si desea ejecutar gráficos de alta gama para juegos o software de gráficos avanzados como modeladores 3D, necesitará una GPU decente. Simplemente tienen mucho más poder.

Dónde los encontrarás

Debido a que una CPU es tan, bueno, central, son omnipresentes: no hay un solo dispositivo digital que no tenga uno. Los teléfonos inteligentes y los dispositivos inteligentes generalmente tendrán dispositivos muy pequeños que no emiten mucha potencia informática, mientras que las supercomputadoras tendrán enormes redes de CPU capaces de realizar cálculos que harían que su teléfono eructara en minutos.

Las GPU discretas son mucho más especializadas. Por lo general, solo se encuentran en computadoras portátiles y PC comercializadas por jugadores; de hecho, son el mercado más grande, ya que la mayoría de los juegos de alta gama en la actualidad requieren una potencia informática de gráficos significativa. Los artistas visuales son los otros grandes compradores de GPU, ya que necesitan renderizar imágenes de forma rápida y detallada, algo que una GPU integrada en una CPU no puede hacer ni remotamente.

Sin embargo, no solo los jugadores y artistas usan GPU. También se usan ampliamente en el aprendizaje automático y la minería de criptomonedas, por razones que examinaremos en breve.

Cómo funciona una CPU frente a una GPU

La CPU y la GPU hacen cosas diferentes debido a la forma en que están construidas. Una CPU ejecuta los procesos en serie, es decir, uno tras otro, en cada uno de sus núcleos. La mayoría de los procesadores tienen de cuatro a ocho núcleos, aunque las CPU de gama alta pueden tener hasta 64.

Cuando la computadora está funcionando, cada núcleo pasará por un proceso más o menos por sí mismo, como registrar las pulsaciones de teclas a medida que escribe. Mientras hace esto, otros núcleos administrarán cualquier otro proceso que vea ejecutándose en su Administrador de tareas de Windows (o estará esperando para ejecutarse). Debido a que ejecuta tareas en serie y dedica una gran parte de su potencia de procesamiento a cada tarea, ejecuta y cambia entre ejecuciones de diferentes procesos a la velocidad del rayo.

Una GPU aborda la computación de manera diferente. Cuando se asigna una tarea, una GPU la divide en miles de tareas más pequeñas y luego las procesa todas al mismo tiempo, en lugar de en serie. Esto hace que las GPU sean mucho más adecuadas para gestionar grandes procesos formados por muchas piezas pequeñas, como los gráficos 3D.

Por ejemplo, en un juego lo que ves es básicamente un campo poligonal. Cada polígono es rellenado individualmente por la GPU al mismo tiempo, y teniendo en cuenta que puede haber miles de ellos, es realmente impresionante lo bien que pueden hacerlo las GPU. También puede ver esto por sí mismo cuando su GPU funciona mal mientras juega, ya que obtiene grandes trozos de texturas en la pantalla.

Cuándo usar una CPU versus una GPU

Debido a que funcionan de manera tan diferente, la CPU y la GPU tienen aplicaciones muy diferentes. El procesamiento en serie es lo que hace que una computadora funcione. Si intenta ejecutar una PC usando procesos concurrentes, no funcionará muy bien ya que es difícil dividir la escritura de un ensayo o ejecutar un navegador. Las CPU pueden dedicar mucha energía a solo un puñado de tareas, pero como resultado, realizan esas tareas mucho más rápido.

Las GPU, por otro lado, son mucho más eficientes que las CPU y, por lo tanto, son mejores para tareas grandes y complejas con muchas repeticiones, como poner miles de polígonos en la pantalla. Si intentara hacer esto con una CPU, fallaría, incluso si funcionara.

Las GPU no se tratan solo de gráficos

La idea de que las CPU ejecutan la computadora mientras que la GPU ejecuta los gráficos fue inamovible hasta hace unos años. Hasta entonces, rara vez ha visto una tarjeta gráfica para otra cosa que no sea juegos o procesamiento visual (gráficos 3D o edición de imágenes y videos).

Sin embargo, ha sufrido un cambio drástico en los últimos años gracias a dos grandes cambios en la forma en que usamos las computadoras. El primero es el aprendizaje automático (también llamado aprendizaje profundo), que requiere un procesamiento simultáneo intensivo debido a la forma en que maneja los datos.

Como este artículo explica con mucho más detalle, cada bit de información procesada por un algoritmo de aprendizaje profundo pasa por diferentes filtros, llamados pesos. Teniendo en cuenta que hay muchos filtros y muchos puntos de datos, ejecutarlo a través de una CPU llevaría una eternidad. Una GPU es mucho más adecuada para los negocios.

GPU y criptominería

Las GPU también son populares cuando se extrae criptomoneda, por una razón similar. Para obtener nuevas monedas, generalmente debe resolver una ecuación criptográfica complicada que desbloqueará la siguiente sección de la cadena de bloques. La fuerza bruta es la palabra clave aquí, ya que cuanto más poder de procesamiento se utilice en cualquiera de estas ecuaciones, mayores serán las posibilidades de resolverlo rápidamente.

Las GPU tienen una doble ventaja sobre las CPU porque no solo pueden tener más potencia de procesamiento debido a su mayor eficiencia, sino que también están equipadas con procesadores matemáticos especializados, llamados Unidades Lógicas Aritméticas (ALU). Las ALU ayudan a renderizar gráficos más rápido, pero también son una bendición para cualquiera que intente resolver problemas matemáticos complicados.

De hecho, las GPU se han vuelto tan populares entre los mineros de criptomonedas que han causado una escasez mundial de tarjetas gráficas, que apenas está disminuyendo al momento de escribir este artículo en diciembre de 2021. Hemos recorrido un largo camino desde los días en que se usaban las tarjetas gráficas. solo por jugadores.