GPU,CUDA,cuDNN三者的关系总结

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发表时间:2022-09-23 15:10


GPU,CUDA,cuDNN三者的关系总结

CPU 和 GPU

GPU(图像处理器,Graphics Processing Unit)和CPU(中央处理器,Central Processing Unit)在设计上的主要差异在于GPU有更多的运算单元(如图中绿色的ALU),而Control和Cache单元不如CPU多,这是因为GPU在进行并行计算的时候每个运算单元都是执行相同的程序,而不需要太多的控制。Cache单元是用来做数据缓存的,CPU可以通过Cache来减少存取主内存的次数,也就是减少内存延迟(memory latency)。GPU中Cache很小或者没有,因为GPU可以通过并行计算的方式来减少内存延迟。因此CPU的Cahce设计主要是实现低延迟,Control主要是通用性,复杂的逻辑控制单元可以保证CPU高效分发任务和指令。所以CPU擅长逻辑控制,是串行计算,而GPU擅长高强度计算,是并行计算。打个比方,GPU就像成千上万的苦力,每个人干的都是类似的苦力活,相互之间没有依赖,都是独立的,简单的人多力量大;CPU就像包工头,虽然也能干苦力的活,但是人少,所以一般负责任务分配,人员调度等工作。
可以看出GPU加速是通过大量线程并行实现的,因此对于不能高度并行化的工作而言,GPU就没什么效果了。而CPU则是串行操作,需要很强的通用性,主要起到统管和分配任务的作用。


CUDA

CUDA是NVIDIA推出的用于自家GPU的并行计算框架,也就是说CUDA只能在NVIDIA的GPU上运行,而且只有当要解决的计算问题是可以大量并行计算的时候才能发挥CUDA的作用。


cuDNN

cuDNN(CUDA Deep Neural Network library):是NVIDIA打造的针对深度神经网络的加速库,是一个用于深层神经网络的GPU加速库。如果你要用GPU训练模型,cuDNN不是必须的,但是一般会采用这个加速库。


总结

简单来说,CPU适合串行计算,擅长逻辑控制。GPU擅长并行高强度并行计算,适用于AI算法的训练学习
CUDA 是NVIDIA专门负责管理分配运算单元的框架
cuDNN是用于深层神经网络的GPU加速库


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