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一口气读懂CPU、GPU、AI芯片、GPGPU、DPU的区别
2026-01-14 17

我们先把电脑想象成一个大公司,公司里要干活就得有人干活,这些“人”就是芯片。

1、CPU —— 公司老总(万能但只有一个)

  • 类比:CPU 就像公司里最聪明的老总,一个超级大脑。
  • 他什么都会干:写邮件、算账、管人、开会、做PPT……样样精通。
  • 但问题来了:老总只有一个人!公司几千件事都要他亲自干,他再牛也忙不过来。
  • 所以CPU的特点是“串着干活”,一条指令做完再做下一条,特别聪明但特别慢当活太多的时候。
  • 现在的电脑、手机里一般有4核、8核、16核CPU,相当于请了4~16个老总一起干活,但还是远远不够。

2、GPU —— 上千个民工(干同一种粗活超快)

  • 类比:GPU 就像包工头一下带了2000个民工去砌墙。
  • 每个民工都不聪明,只能干最简单的“搬砖-放砖-抹水泥”这一套动作。
  • 但2000个人一起干呢?一天就能砌好一栋楼!
  • 所以GPU特别适合“成千上万个简单重复的计算同时进行”。
  • 玩3A游戏为什么需要好显卡?因为游戏里要同时算几百万个像素的光影、反射、爆炸特效……这些都是“同一类简单计算”,GPU一口气全算完,画面就丝滑了。

3:GPGPU —— 让民工去干精细活(GPU的进化)

  • 最早GPU只能打游戏,后来聪明人发现:

“这2000个民工这么能干,干嘛只让他们砌墙?能不能让他们去算科学计算、挖比特币、训练AI?”

  • 于是就有了GPGPU(General-Purpose GPU,意思是“通用GPU”。
  • 2006年NVIDIA推出CUDA以后,程序员终于能方便地命令这2000个民工去干以前只有老总(CPU)能干的复杂活。
  • 现在所有现代GPU默认都是GPGPU了,这个词反而很少单独提了。

4:AI芯片 —— 专门给AI打下手的超级算力怪兽

  • 现在最火的ChatGPT、Midjourney、文心一言、Sora……全靠AI芯片训练和运行。
  • AI芯片其实分两类:

A. 训练芯片(最烧钱)

  • 代表:NVIDIA H100、A100、华为昇腾910B、谷歌TPU v5
  • 类比:这是盖100层摩天大楼需要的超级大工地,要成千上万的民工(算力核心)一起干几年。
  • 一张H100卖30多万人民币,还买不到,就是这种。

B. 推理芯片(用AI时用的)

    • 代表:手机里的NPU(神经网络处理器)、苹果的Neural Engine、英伟达Jetson系列
    • 类比:大楼盖好了,保安、电梯、灯全自动运行,这就靠推理芯片。
  • AI芯片和GPU长得很像(都是几千上万个小核心),但内部电路专门为矩阵乘法、神经网络优化过,比普通GPU跑AI快几十倍,还省电。

5:DPU —— 网管 + 保安 + 保洁(数据中心的新物种)

  • 类比:一个超级大数据中心就像一个10万人居住的小区。
    • CPU = 小区主任(啥都管,但忙死)
    • GPU = 建筑工人(干重活)
    • DPU = 专门请来的“物业公司”!
  • DPU(Data Processing Unit 数据处理单元)专门干以下脏活累活:
    • 网络数据包的收发、转发、加密解密
    • 存储数据的压缩、去重、备份
    • 虚拟化、安全防火墙、负载均衡……
  • 把这些事从CPU手里抢过来以后,CPU终于能专心跑真正的程序了。
  • 代表产品:NVIDIA BlueField系列、Intel IPU、阿里云含光800(部分功能)、华为昇腾310(也做DPU)
  • 以后云服务器都会标配DPU,就像现在都标配GPU一样。

总结表格

名字

类比

擅长干啥

典型场景

CPU

公司老总

什么都会,但就那么几个人

运行软件、办公、编程

GPU

2000个民工

成千上万相同的简单计算

打游戏、渲染视频、挖矿

GPGPU

民工开始干精细活

上面说的都能干(现在默认就是)

科学计算、早期AI训练

AI芯片

专为AI优化的民工团

矩阵乘法、神经网络算得飞快

ChatGPT训练、手机AI拍照

DPU

物业公司

管网络、存储、安全,让CPU休息

阿里云、谷歌云、5G基站

总结:CPU是万能老总,GPU是人多力量大,AI芯片是GPU的加强版专门打AI,DPU是帮老总打杂的新员工。

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