Se você está pensando em construir ou atualizar seu PC, pode estar se perguntando qual é a diferença entre uma GPU e uma CPU. Esses dois acrônimos referem-se a dois componentes internos diferentes do PC.
A CPU, ou’unidade de processamento central’, é um chip que atua como o cérebro do computador. Ele executa todas as instruções do programa do PC, lê e grava na memória e diz a outros componentes o que fazer.
A GPU, ou’unidade de processamento gráfico’, é um chip que manipula-você adivinhou-processamento gráfico, realizando tarefas como renderização de quadros de jogos e codificação de vídeos. Dessa forma, a GPU tem um trabalho mais específico do que a CPU.
Você pode executar um PC sem GPU, mas um PC sem CPU não poderá fazer muita coisa. No entanto, há benefícios em ter uma GPU em seu sistema. Por exemplo, e provavelmente o mais importante para muitos que estão lendo, ter uma GPU deve aumentar muito seu FPS nos jogos.
O que é uma CPU?
Uma CPU, ou’unidade de processamento central’, é um chip físico dentro do seu PC que calcula e executa todas as instruções que diferentes programas em seu PC dizem. É, para todos os efeitos, o próprio’computador’.
Como funciona uma CPU
A CPU processa os dados que você insere, via mouse e teclado e assim por diante, em qualquer forma que o programa instruir. Sua CPU então informa a diferentes componentes de hardware o que fazer com base nesse processamento—talvez reproduzir um som ou exibir algo na tela, por exemplo.
Ele carrega instruções de programa da memória e às vezes executa essas instruções em paralelo— uma instrução por vez em cada’núcleo’da CPU. Ele realiza operações em uma determinada velocidade que é medida em MHz (megahertz) ou GHz (gigahertz). As CPUs de hoje podem executar milhões de instruções por segundo.
Sua CPU também delega tarefas a outros componentes. Por exemplo, embora a GPU possa ser o que renderiza os quadros do jogo, ela só fará isso se a CPU disser para fazer isso, assim como seu braço só se moverá se seu cérebro disser para fazer isso.
Você pode aprender mais sobre como as CPUs funcionam lendo nosso Guia de Especificações de CPU.
O que é Arquitetura de CPU?
A arquitetura de CPU é exatamente o que parece: como a CPU é projetada. Assim como um arquiteto de construção projeta o layout e a estrutura de um prédio, um arquiteto de CPU projeta como os componentes internos de uma CPU se unem para formar toda a CPU.
Diferentes gerações de CPUs Intel e AMD geralmente compartilham o mesmo mesmas arquiteturas. Por exemplo, as atuais CPUs de 12 gerações da Intel são todas baseadas na arquitetura’Alder Lake’, e as atuais CPUs da série 5000 da AMD (embora em breve sejam substituídas) são todas baseadas na arquitetura Zen 3.
O que isso significa é que diferentes CPUs da série 5000, por exemplo, podem ter contagens de núcleos e velocidades de clock diferentes, mas a maneira como esses chips são projetados logicamente é a mesma.
Simplificando bastante, as CPUs são compostas principalmente de unidades lógicas aritméticas (ALUs), unidades de controle (CU), registradores e caches.
A ALU é composta de circuitos que realizam operações lógicas e matemáticas, a UC busca e decodifica instruções e informa à ALU o que Para fazer isso, os registradores agem como memória de curto prazo super-rápida para a CPU armazenar dados de operação, e os caches são armazenamentos de memória um pouco mais lentos para dados que a CPU pode precisar usar repetidamente.
CPUs modernas são muito mais complicados do que isso, mas todos eles têm pelo menos essas quatro coisas de alguma forma.
Uma mudança na arquitetura pode alterar como essas partes são projetadas e como elas se unem para formar a CPU.
O que é uma GPU?
Uma GPU, ou’unidade de processamento gráfico’, é um chip físico dentro do seu PC dedicado ao processamento de gráficos. Uma GPU não é o mesmo que uma placa gráfica, mas as placas gráficas têm GPUs nelas-uma GPU é o chip dentro da placa gráfica que faz a maior parte do trabalho de renderização.
As CPUs também podem processar gráficos, mas as GPUs podem fazê-lo muito mais rapidamente graças à forma como foram concebidos. Eles são muito melhores em calcular um monte de tarefas simples muito rapidamente ou simultaneamente, como os cálculos necessários para renderização de gráficos.
Como funciona uma GPU
As GPUs executam muitas tarefas simples —como cálculos geométricos para renderização—rápida e simultaneamente.
Eles podem fazer isso porque têm muito mais núcleos do que as CPUs. Uma GPU NVIDIA GeForce RTX 3080, por exemplo, tem 8.704 núcleos CUDA separados em 68 multiprocessadores de fluxo que são usados para renderização de gráficos.
Depois que a CPU disse para fazer isso, a GPU absorve uma grande quantidade de dados da memória e executa cálculos de renderização em todos esses dados simultaneamente ou em sucessão muito rápida.
O que é arquitetura de GPU?
As GPUs são projetadas por arquitetos de GPU, assim como as CPUs são projetadas por Arquitetos de CPU.
Comparando a arquitetura de CPU vs GPU, podemos ver que os dois componentes são projetados para propósitos muito diferentes. As CPUs são projetadas para processamento’serial’complexo (passo a passo) e as GPUs são projetadas para processamento simples e’paralelo'(simultâneo).
As GPUs compartilham designs semelhantes às CPUs de algumas maneiras, Contudo. Ambos têm caches de memória e núcleos de computação compartilhados, por exemplo.
Os núcleos de GPU têm ALUs assim como os núcleos de CPU, mas eles são projetados para realizar tarefas matemáticas muito mais simples e, portanto, são menores, o que permite muito mais deles para ser colocado em um chip.
A maioria dos núcleos de GPU é projetada para cálculos simples de números inteiros ou de ponto flutuante, mas alguns núcleos são projetados para lidar com aprendizado profundo ou rastreamento de raios.
CPU vs Renderização por GPU
A renderização por GPU é muito mais rápida que a renderização por CPU. Uma CPU sem uma GPU integrada (ou uma placa de vídeo dedicada para delegar a tarefa) provavelmente renderizará gráficos muito mais lentos do que uma GPU.
Quando um quadro de jogo precisa ser renderizado, muitas coisas precisam acontecer. Por exemplo, toda a geometria da cena do jogo precisa ser calculada, assim como sua iluminação. Muitos dados também precisam ser amostrados.
Esses cálculos são muito fáceis para um computador realizar, mas há tantos deles para realizar apenas um quadro de jogo que uma CPU pode ter dificuldades, porque só pode executar um número limitado de operações por vez.
Mas como uma GPU tem milhares de núcleos que podem executar essas operações simultaneamente, ela pode renderizar um quadro de jogo rapidamente. Como tal, as GPUs tendem a renderizar gráficos muito mais rápido do que as CPUs.
As situações em que isso não ocorre e as CPUs renderizam mais rapidamente do que as GPUs são quando a renderização em questão é muito complicada. Por exemplo, a renderização da simulação geralmente é mais rápida na CPU do que na GPU porque a CPU pode lidar muito melhor com a complexidade da lógica de simulação.
Gráficos integrados versus dedicados
Algumas CPUs têm GPUs integradas ao lado deles no mesmo chip físico, o que significa que eles têm’gráficos integrados’.
Por exemplo, processadores AMD’G’como o Ryzen 5 5600G são Unidades de Processamento Acelerado (APUs) que combinam uma CPU e GPU em um chip. Muitos processadores Intel também têm iGPUs (GPUs integradas), por exemplo, os gráficos Xe integrados a muitas CPUs Alder Lake de geração atual.
Ao usar CPUs com gráficos integrados, a renderização geralmente é realizada pela GPU integrada. Portanto, observe que, nesses casos, mesmo que o processamento gráfico ocorra no chip físico do processador, ainda é uma GPU que está executando a renderização, não a CPU.
Quando uma GPU não está localizada no chip da CPU , ele estará em uma peça separada de hardware chamada placa gráfica. Essas GPUs serão’dedicadas’apenas ao processamento gráfico e, por isso, geralmente são muito mais poderosas do que as GPUs integradas.
Porque as GPUs integradas devem ser pequenas para serem colocadas no mesmo chip que a CPU , elas geralmente são menos poderosas que as GPUs dedicadas. Para encaixar uma GPU em um processador de CPU, a contagem de núcleos da GPU deve ser reduzida e, portanto, o poder de processamento gráfico é limitado. O número de núcleos de CPU também é frequentemente reduzido para encaixar a GPU no chip.
Então, ao comparar, digamos, gráficos integrados com uma placa de vídeo NVIDIA, a última quase sempre será mais poderosa para jogos.
Leia mais sobre isso em nosso guia Placa Gráfica Dedicada vs Placa Gráfica Integrada.
GPU versus desempenho da CPU
Uma GPU processa gráficos muito mais rápido do que uma CPU. Mas as GPUs não podem executar muitas outras tarefas gerais que a CPU executa, como executar um sistema operacional e aplicativos complexos.
Também há coisas que a CPU faz melhor do que a GPU para jogos.
Entre outras coisas, a CPU:
Diz à GPU o que ela precisa renderizar Lida com a física complexa do jogo Processa a lógica do NPC Calcula danos e outras estatísticas Detecta colisão Calcula jogador-Interações contra inimigos ou jogadores contra jogadores
A GPU, por outro lado:
Cria e transforma formas a partir de dados de vértices Fragmenta essas formas em pixels individuais Calcula a iluminação para cada pixel Renderiza os gráficos, sombreando milhões de pixels a cada quadro de jogo
As CPUs executam suas tarefas muito bem, e as GPUs executam suas próprias tarefas muito bem. Mas a GPU e a CPU não podem executar muito bem as tarefas dos outros. Em última análise, ambos são necessários para executar um jogo sem problemas a uma taxa de quadros confortável.
O quanto a CPU afeta o FPS em comparação com a GPU depende do jogo em questão.
Jogos que exigem muitas simulações ou lógica complexa, como jogos 4X como Civilization VI, dependerão muito da CPU. E os jogos com gráficos e iluminação muito simples não exigirão tanto trabalho braçal da GPU.
A maioria dos jogos, no entanto, exige muito trabalho braçal da GPU para computar e renderizar gráficos. Portanto, desde que você tenha uma CPU com capacidade moderada, as atualizações de GPU provavelmente melhorarão seu FPS mais do que as atualizações de CPU para a maioria dos jogos.
CPU vs GPU Gargalo
O gargalo é quando um componente dentro seu PC limita as capacidades gerais do seu PC agindo como a garrafa de um gargalo que impede que o líquido saia em uma taxa mais rápida. Se um componente estiver lento, isso pode impedir que outros componentes utilizem toda a sua potência.
Um jogo que está sendo bloqueado pela CPU ou GPU sofrerá com FPS mais baixo do que o sistema é teoricamente capaz se o gargalo componente foram atualizados. Os gargalos de CPU e GPU podem ter os mesmos sintomas, ou seja, baixo FPS.
Tanto as CPUs quanto as GPUs podem afunilar um sistema, mas, ao jogar, um gargalo de GPU é muito mais provável, porque os jogos geralmente são mais Limitado à GPU.
Para verificar se um componente está atrapalhando seu sistema, você pode carregar um software de monitoramento como HWMonitor64 — ou apenas verificar a guia de desempenho do Gerenciador de tarefas do Windows — e ver se a GPU ou CPU está em execução com 100% de utilização durante o jogo. Se estiver em 100%, pode estar causando gargalos no seu sistema.
Leia mais sobre isso em nosso guia sobre Como corrigir gargalos.
Resumo: Qual é a diferença entre uma CPU e uma GPU ?
Comparar uma CPU com uma GPU é como comparar uma maçã com uma laranja: elas são muito diferentes em alguns aspectos, mas semelhantes em outros, e ter os dois juntos resulta em uma fruteira completa.
CPUs e GPUs são feitos dos mesmos tipos de componentes básicos, mas executam tarefas diferentes, e ambos juntos proporcionam uma experiência gráfica de aplicativo muito melhor.
A CPU é como o cérebro do computador, processando instruções de programa complexas uma após a outra (mas muitas vezes, até certo ponto, também em paralelo) e dizendo a outros componentes o que fazer.
A GPU, por outro lado, é frequentemente dedicada a executar tarefas de processamento gráfico, porque é muito melhor fazer muitas tarefas simples de forma rápida e simultânea, como renderizar milhões de pixels.
Uma GPU pode ser ilt no chip físico da CPU, fornecendo gráficos integrados à CPU, ou pode viver em um PCB separado dentro do seu sistema como parte de uma placa gráfica dedicada. O último permite mais espaço físico para uma GPU mais poderosa com mais núcleos.
GPU vs CPU para jogos
Para jogos, uma CPU é tecnicamente mais necessária do que uma GPU. Sem uma CPU, não há nada para ler as instruções do jogo-na verdade, não há nenhum’computador’.
Mas uma vez que você tenha uma CPU, é provável que você veja um aumento maior no desempenho do jogo adquirindo uma CPU com uma GPU integrada, ou obtendo uma placa gráfica dedicada, do que atualizando sua CPU. A maioria dos jogos é muito dependente da GPU, o que significa que eles dependem muito mais do poder de processamento gráfico da GPU do que do poder de processamento complexo da CPU.
GPU vs CPU para uso geral
Para uso geral, a maioria dos usuários de PC verá um aumento de desempenho maior por ter uma CPU poderosa do que por ter uma GPU poderosa.
A maioria dos aplicativos de PC não são graficamente intensivos, e mesmo os gráficos integrados mais básicos de sistemas modernos podem lidar facilmente tarefas diárias, como processamento de texto e navegação na Internet.
Mas as GPUs também podem afetar o desempenho de aplicativos gerais. Até as animações básicas do sistema operacional podem parecer um pouco mais rápidas quando feitas por uma GPU em vez de uma CPU.
Além disso, certas tarefas que não são do jogo podem se beneficiar muito de uma GPU. Por exemplo, a codificação de vídeo geralmente pode ser executada muito mais rapidamente com uma GPU ajudando a CPU. Se você fizer streaming, poderá notar que o NVENC da NVIDIA oferece melhor desempenho de streaming do que a codificação pura da CPU.
Em última análise, os sistemas com melhor desempenho são aqueles que têm uma CPU e uma placa gráfica dedicada. Esses sistemas devem ter todas as bases cobertas e serão capazes de executar tarefas pesadas de renderização, como jogos, com facilidade.