NVIDIA CUDA-Kerne im Detail erklärt - Kann 2022

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Jede NVIDIA-GPU verfügt über bestimmte Prozessoren, die CUDA-Kerne genannt werden. Wenn Sie sich das Datenblatt einer NVIDIA-GPU ansehen, finden Sie einen Namen namens CUDA Cores.

Aber was sind diese CUDA-Kerne? In diesem Artikel erkläre ich alles über NVIDIA CUDA-Kerne, ihre Auswirkungen auf die GPU-Leistung und darüber, ob dies wirklich ein wichtiger Faktor für Spiele ist.

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Was sind NVIDIA CUDA-Kerne?

NVIDIA CUDA ist eine Parallel-Computing-Plattform mit einem spezialisierten Programmiermodell, das entwickelt wurde, um komplexe Operationen, mathematische Berechnungen und andere Aufgaben auszuführen, die eine sehr hohe Leistung erfordern.

Die vollständige Form von CUDA ist Compute Unified Device Architecture. Die CUDA-Kerne haben parallele Prozessoren, die in ihrer Funktion den Prozessoren in der CPU ähneln.

Wie in der Einleitung erwähnt, enthält jede NVIDIA-GPU CUDA-Kerne, und diese Kerne sind Hunderte bis Tausende an der Zahl.

In einer CPU gibt es sehr wenige Kerne. Eine typische CPU für den Verbrauchermarkt hat maximal 16 Kerne, während eine NVIDIA-GPU Hunderte bis Tausende von Kernen hat.

Kerne in CPU und GPU

Anzahl der Kerne in CPU und GPU

Die neuesten Modelle von NVIDIA-Grafikkarten haben eine höhere Anzahl von CUDA-Kernen. Die Leistung einer NVIDIA-GPU ist direkt proportional zu ihren Kernen. Das heisst NVIDIA-GPUs mit mehr Leistung haben mehr CUDA-Kerne .

Eine höhere Anzahl von CUDA-Kernen bedeutet, dass die GPU eine höhere Rechenleistung hat und eine bessere Leistung zeigt.

NVIDIA CUDA-Kerne sind einer der wichtigsten Teile einer GPU und ohne sie kann die GPU keine Operation ausführen. Eine NVIDIA-GPU ohne CUDA-Kerne ist sinnlos. CUDA-Kerne wirken sich direkt auf die Leistung der GPU aus und sind für die Ausführung der Aufgaben verantwortlich, für die eine GPU verwendet wird.

Jedes Spiel, jede Anwendung und jede Software erfordert die CUDA-Kerne in den NVIDIA-GPUs, um diese komplexen Berechnungen und Operationen durchzuführen.

Anwendungen und Sprachen wie Autodesk Maya, Adobe Lightroom, Adobe Photoshop, After Effects, AUTOCAD, MATLAB, C, C++, Python, FORTRAN usw. verwenden die CUDA-Kerne für eine bessere Leistung.

Im Falle von Spielen führen die CUDA-Kerne die komplexen Berechnungen durch, um Spielgrafiken zu lösen. Diese komplexen Prozesse werden dann gerendert und als visuelle Szenen auf dem Anzeigebildschirm präsentiert, der von der Person betrachtet wird, die das Spiel spielt.

CUDA-Kerne verarbeiten einige komplexe Aufgaben im Spiel, wie das Rendern der Szenerie des Spiels, das Zeichnen der 2D- und 3D-Charaktermodelle, das Verarbeiten der Bewegung des Charakters und das Verarbeiten von Funktionen im Spiel wie z Bewegungsunschärfe und Umgebungsschattierung.

Beeinflussen CUDA-Kerne die GPU-Leistung?

Ja, CUDA-Kerne wirken sich auf die Leistung der GPU aus. Die CUDA-Kerne haben eine ähnliche Funktion wie CPU-Kerne.

Eine CPU mit einer höheren Anzahl von Kernen kann mehr Aufgaben ausführen und schneidet besser ab als eine CPU mit einer geringeren Anzahl von Kernen. Eine Quad-Core-CPU ist leistungsfähiger als eine Dual-Core-CPU. Eine Hexa-Core-CPU ist leistungsstärker als eine Quad-Core-CPU und eine Octa-Core-CPU leistungsstärker als eine Hexa-Core-CPU.

Ebenso verfügt eine NVIDIA-GPU mit mehr CUDA-Kernen über mehr parallele Prozessoren und kann komplexere Aufgaben ausführen und zeigt eine bessere Leistung als eine GPU mit weniger CUDA-Kernen.

Obwohl die CUDA-Kerne in einer GPU eine ähnliche Leistung wie die Kerne in der CPU aufweisen, gibt es einen großen Unterschied in der Leistung, die jeder Kern besitzt.

Ein CPU-Kern ist viel leistungsfähiger als ein CUDA-Kern einer GPU. Dies erklärt, warum GPUs Tausende von Kernen haben und die CPU nur eine Handvoll Kerne hat.

Benchmark-Tests wie Mindestpunktzahl beweisen, dass eine GPU mit einer höheren Anzahl von CUDA-Kernen eine bessere Leistung hat.

Beim Vergleich der Leistung von GPUs auf Basis von CUDA-Kernen ist es sehr wichtig, dass Sie GPUs mit ähnlicher Architektur auswählen.

Was ist GPU-Architektur?

GPU-Architektur ist das Design der GPU, das zeigt, wie die verschiedenen Komponenten der GPU entworfen und hergestellt werden. Es zeigt auch, wie die verschiedenen Komponenten verbunden sind, das Design der Kerne und der Prozessorcluster.

Schauen wir uns an, wie sich die CUDA-Kerne zwischen zwei GPUs mit ähnlicher Architektur unterscheiden. In diesem Beispiel sehen wir uns an NVIDIA GeForce RTX 2060 Super und Geforce RTX 2060 .

Die Anzahl der CUDA-Kerne in der GeForce RTX 2060 Super ist 2176 während die Anzahl der CUDA-Kerne in GeForce RTX 2060 ist 1920 .

nvidia rtx 2060 super datenblatt

Die RTX 2060 Super hat 256 Kerne mehr als die normale RTX 2060. Das zeigt, wie leistungsfähig die RTX 2060 Super im Vergleich zur RTX 2060 ist.

Dies beweist erneut den Punkt, den eine GPU mit Mehr CUDA-Kerne haben eine bessere Leistung als eine GPU mit weniger CUDA-Kernen, vorausgesetzt, beide haben die gleiche GPU-Architektur .

CUDA-Kerne vs. Stream-Prozessoren

Stream-Prozessoren sind die Kerne in AMD-GPUs, während CUDA die Kerne in NVIDIA-GPUs sind. Beide erfüllen ähnliche Funktionen und der einzige Unterschied besteht im Namen der Unternehmen.

Sie können die NVIDIA CUDA-Kerne aus folgenden Gründen nicht mit AMD Stream-Prozessoren vergleichen:

(A) Die Herstellerfirmen sind unterschiedlich, was bedeutet, dass es Unterschiede im Design, der Anzahl der Kerne und der Technologie geben wird.

(B) Die GPU-Architektur unterscheidet sich für die spezifischen GPU-Modelle.

Wenn Sie zwei GPU-Modelle von NVIDIA und AMD vergleichen möchten, sollten Sie sich in Foren wie Reddit verschiedene Benchmarks ansehen. Sie können sich auch Vergleichsvideos von zwei beliebigen Modellen auf YouTube ansehen.

Diese Foren und Videos testen verschiedene Funktionen der GPUs mit verschiedenen Benchmarks und liefern ziemlich genaue Ergebnisse.

Es ist sehr ratsam, dass Sie ein paar Bewertungen für das spezifische GPU-Modell, das Sie kaufen, überprüfen. Wenn Sie einen neuen Laptop bekommen, überprüfen Sie, wie die GPU auf diesem Laptop funktioniert.

Die Anzahl der CUDA-Kerne im Vergleich zur Geschwindigkeit der Grafikkarte (CUDA-Kerne im Vergleich zur Kerntaktgeschwindigkeit) – was zählt am meisten?

Eine Grafikkarte mit höherem Kerntakt und mehr VRAM ist wichtiger als die Anzahl der CUDA-Kerne. Die beiden wichtigsten Faktoren zur Bestimmung der Leistung einer GPU sind die Kerntaktgeschwindigkeit und VRAM .

VRAM ist die Menge an Videospeicher, die für die Grafikkarte verfügbar ist, während Core Clock Speed ​​die Geschwindigkeit ist, mit der der Grafikprozessor arbeitet.

Eine Grafikkarte mit höherer Kerntaktrate und mehr VRAM wird eine bessere Leistung erbringen als eine mit niedrigerer Kerntaktrate und weniger VRAM. Dies entspricht genau der Leistung basierend auf der Anzahl der CUDA-Kerne.

NVIDIA GeForce RTX 2060 hat 2176 CUDA-Kerne, eine Kerntaktrate von 1470 MHz, und 8 GB VRAM. Die GeForce GTX 1050 Ti hat 768 CUDA-Kerne, eine Kerntaktrate von 1392MHz , und 4GB VRAM.

Wie Sie dem obigen Beispiel entnehmen können, bietet die RTX 2060 eine weitaus bessere Leistung als die GTX 1050 Ti, da sie über mehr VRAM, eine höhere Kerntaktgeschwindigkeit und mehr CUDA-Kerne verfügt.

Wenn zwei Grafikkarten denselben VRAM haben, wird die eine mit mehr CUDA-Kernen und einer höheren Kerntaktgeschwindigkeit eine bessere Leistung erbringen als die mit weniger CUDA-Kernen und einer geringeren Kerntaktgeschwindigkeit.

Grafikkarten mit hohem VRAM, hoher Kerntaktrate und mehr CUDA-Kernen sind in der Regel sehr teuer. Wenn Sie das Budget haben, sollten Sie immer eine Grafikkarte mit hohen Spezifikationen kaufen. Machen Sie keine Kompromisse bei der VRAM- und Core-Taktgeschwindigkeit. Sie sind die wichtigsten Faktoren für überlegene Leistung.

Sehen Sie sich vor dem Kauf einer Grafikkarte unbedingt die vollständige Liste der Spezifikationen auf der NVIDIA- oder AMD-Website an. Sehen Sie sich auch Benchmarks und Bewertungen in Foren und YouTube an.

Fazit

CUDA-Kerne stehen in direktem Zusammenhang mit der Leistung der GPU. Eine Grafikkarte mit einer höheren Anzahl von CUDA-Kernen wird eine weitaus bessere Leistung erbringen als eine Grafikkarte mit weniger CUDA-Kernen.

Obwohl CUDA-Kerne wichtig sind, sind die beiden wichtigsten Faktoren, die über die Leistung der Grafikkarte entscheiden, der VRAM und die Kerntaktgeschwindigkeit.

Eine leistungsstarke Grafikkarte hat einen höheren VRAM und eine schnellere Kerntaktgeschwindigkeit. Wenn der VRAM-Wert zweier GPUs gleich ist, hat die leistungsstärkere eine höhere Kerntaktrate und mehr CUDA-Kerne.

Grafikkarten mit mehr VRAM und hohen Kerntaktraten haben immer eine höhere Anzahl an CUDA-Kernen.

Abschließend hoffe ich, dass ich alle Verwirrung bezüglich CUDA-Cores beseitigt und es Ihnen leichter gemacht habe, ihre Funktion und ihren Einfluss auf die Leistung der GPUs zu verstehen.

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