【原】【Colab系列】CPU GPU TPU NPU區(qū)別

融水公子 2020-04-03

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講解對(duì)象：【Colab系列】CPU GPU TPU NPU區(qū)別
作者：融水公子 rsgz
文章出處：360doc個(gè)人圖書館[其他平臺(tái)均為盜版]

對(duì)象：CPU
全稱：Central Processing Unit
中文名：中央處理器
實(shí)質(zhì)：是計(jì)算機(jī)的核心器件
組成：計(jì)算單元、控制單元和存儲(chǔ)單元
結(jié)構(gòu)圖：
理解圖：

對(duì)象：GPU
全稱：Graphics Processing Unit
中文名：圖形處理器
組成：計(jì)算單元、控制單元和存儲(chǔ)單元
用途：圖像處理科學(xué)計(jì)算、密碼破解、數(shù)值分析，海量數(shù)據(jù)處理（排序，Map-Reduce等），金融分析等需要大規(guī)模并行計(jì)算的領(lǐng)域
理解圖：黃色：控制單元綠色：計(jì)算單元橙色：存儲(chǔ)單元
理解：只是一個(gè)CPU的變異

比較CPU和GPU

CPU30%用在了控制單元
GPU80%以上都用在了計(jì)算單元
總結(jié)：
1 CPU精于控制和復(fù)雜運(yùn)算，而GPU精于簡(jiǎn)單且重復(fù)的運(yùn)算
2 CPU是順序執(zhí)行運(yùn)算，而GPU是可以大量并發(fā)的執(zhí)行運(yùn)算
3 CPU做事情是一件一件來做，而GPU是很多件事情同時(shí)做

對(duì)象：TPU
背景：谷歌的AlphaGo打敗李世石之后，谷歌推出了它們的深度學(xué)習(xí)框架TensorFlow，專門定制的芯片：Tensor Processing Unit
中文名：張量處理單元
效率：TPU與同期的CPU和GPU相比，可以提供15-30倍的性能提升，以及30-80倍的效率（性能/瓦特）提升

NPU
全稱：Neural network Processing Unit
中文名：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器
原理：在電路層模擬人類神經(jīng)元和突觸，并且用深度學(xué)習(xí)指令集直接處理大規(guī)模的神經(jīng)元和突觸，一條指令完成一組神經(jīng)元的處理
特點(diǎn)：相比于CPU和GPU，NPU通過突觸權(quán)重實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)和計(jì)算一體化，從而提高運(yùn)行效率

其他PU：

APU — Accelerated Processing Unit, 加速處理器，AMD公司推出加速圖像處理芯片產(chǎn)品。
BPU — Brain Processing Unit, 地平線公司主導(dǎo)的嵌入式處理器架構(gòu)。
DPU — Deep learning Processing Unit, 深度學(xué)習(xí)處理器，最早由國內(nèi)深鑒科技提出；另說有Dataflow Processing Unit 數(shù)據(jù)流處理器， Wave Computing 公司提出的AI架構(gòu)；Data storage Processing Unit，深圳大普微的智能固態(tài)硬盤處理器。
FPU — Floating Processing Unit 浮點(diǎn)計(jì)算單元，通用處理器中的浮點(diǎn)運(yùn)算模塊。
HPU — Holographics Processing Unit 全息圖像處理器，微軟出品的全息計(jì)算芯片與設(shè)備。
IPU — Intelligence Processing Unit， Deep Mind投資的Graphcore公司出品的AI處理器產(chǎn)品。
MPU/MCU — Microprocessor/Micro controller Unit，微處理器/微控制器，一般用于低計(jì)算應(yīng)用的RISC計(jì)算機(jī)體系架構(gòu)產(chǎn)品，如ARM-M系列處理器。
RPU — Radio Processing Unit, 無線電處理器， Imagination Technologies 公司推出的集合集Wifi/藍(lán)牙/FM/處理器為單片的處理器。
VPU — Vector Processing Unit 矢量處理器，Intel收購的Movidius公司推出的圖像處理與人工智能的專用芯片的加速計(jì)算核心。
WPU — Wearable Processing Unit，可穿戴處理器，Ineda Systems公司推出的可穿戴片上系統(tǒng)產(chǎn)品，包含GPU/MIPS CPU等IP。
XPU — 百度與Xilinx公司在2017年Hotchips大會(huì)上發(fā)布的FPGA智能云加速，含256核。
ZPU — Zylin Processing Unit, 由挪威Zylin 公司推出的一款32位開源處理器。

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