Se a GPU é mais rápida, por que ainda usamos CPUs nos PCs?

Os processadores gráficos presentes nas placas de vídeo são incrivelmente poderosos. Nos mais recentes lançamentos, as fabricantes enalteceram justamente essa questão do “poder computacional”, algo que também é usado como parâmetro de comparação entre consoles.

A evolução desses componentes foi tão significante que vários aplicativos passaram a usar a GPU para acelerar tarefas específicas. Às vezes, uma atividade que demorava horas para ser finalizada na CPU, agora é realizada em poucos minutos na GPU.

Todavia, se repararmos, gigantes como Intel e AMD continuam investindo pesado em novas arquiteturas para processadores, o que pode deixar muitas dúvidas sobre o rumo das coisas neste avanço tecnológico. Afinal, se a GPU é tão superior, por que ainda usamos CPUs? Aliás, como é possível um chip gráfico desempenhar melhor do que um processador?

O assunto é bastante complexo, ainda mais se pensarmos justamente nas propostas de cada peça, uma vez que um chip gráfico parece muito mais apropriado para tarefas de vídeo, não é mesmo? Afinal, por que não é possível trocar os tradicionais processadores da Intel e AMD por chips gráficos da NVIDIA e AMD? Vamos esclarecer um pouco dessa história!

Propósitos completamente distintos

A resposta mais óbvia para estas perguntas pode parecer um tanto “curta e grossa”, mas é a mais sucinta possível: um chip de vídeo não pode substituir um processador porque ele não é um processador. Essas duas peças são completamente distintas em formatos, arquiteturas, linguagens, funcionamento e características.

A CPU é a unidade central de processamento do computador e, como o nome diz, ela é o centro de tudo. O processador é instalado na placa-mãe e se conecta a todos os outros componentes da máquina, sendo inclusive o responsável por controlar a atividade de várias dessas peças, incluindo a placa de vídeo.

O processador é o cérebro de tudo e concentra várias tarefas. Ele cuida de atividades simples, como o carregamento dos aplicativos (delegando ações para memória RAM, HD, chip de rede e placa de vídeo), até as situações mais complexas — como a execução de filtros complexos no seu editor de imagens favorito.

A GPU é a unidade de processamento gráfico, sendo responsável, essencialmente, pela parte de vídeo em quaisquer aplicações. Seja a interface do sistema operacional, os vídeos aos quais você assiste no YouTube, as imagens na sua galeria de fotos ou as texturas e polígonos de um jogo, todas essas tarefas são realizadas diretamente no processador de vídeo.

Essas são características gerais dos componentes, mas, numa perspectiva intrínseca, podemos dizer que a CPU é focada em tarefas que demandam mais cálculos e operações complexas que necessitam de poucos núcleos e clocks mais altos. A GPU é mais voltada para cálculos simples em múltiplos núcleos, sendo que ela trabalha com clocks mais baixos. Fora isso, as duas têm arquiteturas muito diferentes, o que requisita linguagens completamente distintas.

Computadores totalmente diferentes

Esta distinção entre os componentes já evidencia como é complexo “trocar a CPU pela GPU”. Um processador de vídeo não tem em sua natureza a responsabilidade de repassar ações para outras peças ou de efetuar tarefas básicas. Trata-se de um componente focado em vídeo, que tem recursos dedicados, incluindo memória própria, para os propósitos gráficos.

No caso de uma suposta máquina em que fosse possível trocar a CPU pela GPU, toda a arquitetura deveria ser reprogramada, pois as atuais máquinas não são preparadas para centralizar o processamento na placa de vídeo. Um chip gráfico não tem os requisitos básicos para controlar a BIOS e “puxar” toda a responsabilidade no controle das peças para si.

É importante notar que apesar de a GPU não ser uma solução prática para substituir a CPU nos computadores pessoais, ela pode ser uma alternativa viável em servidores, data centers, máquinas focadas em deep learning e na computação em nuvem.

Todavia, para tais aplicações, em vez de usar uma GeForce ou uma Radeon tradicional, as empresas apostam em chips mais sofisticados, como o NVIDIA Tesla ou o AMD Radeon Instinct, e tecnologias avançadas de inteligência artificial, tal qual a NVIDIA Volta. Talvez, no futuro, as GPUs tomem a vez das CPUs nos computadores, mas, por ora, esta não é uma solução prática.

Tec Mundo