什么是CPU、GPU、TPU

Google今年发布了第六代自研芯片——Tensor Processing Unit（TPU），命名为Trillium。

那到底什么是CPU、GPU、TPU？可能大部分人不知道吧。

1. 什么是CPU、GPU和TPU

它们都是处理计算任务的芯片，尽管CPU、GPU和TPU都是处理器，但它们的专用程度逐步增加。

CPU是“中央处理单元”的缩写，这是一种通用芯片，可以处理各种任务。就像大脑一样，CPU对某些任务的处理时间可能更长，因为它并不专门针对特定领域。

接下来是GPU，GPU已成为加速计算任务的主力，从图像渲染到AI工作负载。它属于ASIC（应用专用集成电路）的一种。集成电路通常使用硅制造，因此人们也常用“硅”来指代芯片，简单来说，ASIC是为单一、特定用途设计的。

TPU，即Tensor Processing Unit，是Google自研的ASIC。Google设计TPU的初衷就是为了运行AI计算任务，使其比CPU和GPU更加专用。TPU驱动了许多Google的热门AI服务，包括搜索、YouTube和DeepMind的大语言模型。

2. 那么CPU、GPU和TPU都在哪里使用呢

CPU和GPU都在日常生活中非常常见的设备中使用：几乎每部智能手机中都有CPU，而它们也存在于个人计算设备如笔记本电脑中。高端游戏系统或某些台式设备中可能会配备GPU，TPU则仅在Google的数据中心内使用

3. Google为什么开始考虑研发TPU？

CPU是在20世纪50年代末发明的，GPU大约在90年代末出现。

大约十年前，Google开始考虑研发TPU，当时语音识别服务质量显著提升，但数据中心计算机数量越来越大，需要一种比现有硬件更高效的解决方案，而且需要每个芯片具备更强的处理能力。

“T”代表Tensor，Tensor是一种用于机器学习的数据结构名称。简单来说，许多数学运算在幕后支持着AI任务的实现。

4. TPU Trillium

最新的TPU Trillium提升了计算能力：与上一代TPU v5e相比，Trillium的单芯片峰值计算性能提高了4.7倍。

另一个优势是Trillium是迄今为止我们最环保的TPU——相比上一代TPU，它的能效提升了67%。随着AI需求不断增长，行业需要更可持续的基础设施扩展。Trillium本质上使用更少的电力来完成相同的工作。