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Moderne Bildverarbeitungs-Software verteilt die Aufgaben zwischen CPU und GPU

Die GPU als Co-Prozessor der CPU

4. Februar 2011, 21:49 Uhr | Andreas Knoll

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Fortsetzung des Artikels von Teil 4

Alexander Balz, IDS: »Für sequentielle Abläufe ungeeignet«

Alexander Balz (IDS) über GPUs in IBV-Systemen:

»GPUs eignen sich perfekt für alle Aufgaben, bei denen ein und derselbe Algorithmus über sehr viele Bildpunkte oder Bildbereiche angewandt werden muss. Die Stärke der GPU liegt in der parallelen Verarbeitung. Nicht geeignet ist die GPU für Algorithmen, die weitgehend sequentiell aufgebaut sind oder Bedingungen enthalten. Die CPU dagegen ist der GPU bei Algorithmen, die viele Entscheidungswege umfassen, und bei sequentiellen Abläufen überlegen.

Der Datentransfer vom Hauptspeicher des Rechners in den Arbeitsspeicher der GPU sowie der Rücktransfer der Daten nach der Verarbeitung durch die GPU ist ein Flaschenhals. Der Datentransfer benötigt häufig mehr Zeit als die Ausführung der Berechnung selbst.

Der Anwender bekommt die Rechenleistung der GPU quasi geschenkt. Eine GPU ist in einem PC bereits enthalten, FPGAs kosten zusätzlich.

Durch den Einsatz der GPU wird gleichsam die CPU entlastet, d.h. die Rechenleistung der CPU steht parallel für andere Aufgaben zur Verfügung.

Zusammengefasst sind die Vorteile der CPU folgende: Sie ist optimiert für geringe Latenz, eignet sich für komplexe Aufgaben und verfügt über große Caches. Die GPU dagegen hat folgende Vorzüge: Sie ist optimiert für hohen Durchsatz, sorgt für hochparallele, transparent skalierbare Verarbeitung und erreicht einen Speicherdurchsatz, der drei- bis viermal mal höher ist als bei der CPU.«